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本课题结合长江科学院建立的深圳河生潮模型试验,研究设计一种可双向抽水的轴流泵装置,它具有重要的工程实践应用价值。 在泵的选型上,突破传统方法,提出了适用于低扬程泵站的等扬程加大流量的设计思路。本文通过对多种设计思路和设计方案的分析比较,为提高轴流泵叶轮反转反向性能,研究了几种“S”形翼型,在对相关泵站的试验数据分析比较的基础上,提出摆线“S”形翼型的设计方案。为保证水泵能安全、平稳运行,分析了影响其性能的几个主要因素。采用了进水喇叭口和消涡防涡措施,使之得到较好的出水流态,且能有效提高泵装置的效率。 本文论述了水力机械数值模拟相关的理论问题,采用雷诺时均N-S方程配合标准k紊流模型对双向轴流泵模型的不同叶片角度下不同工况进行三维定常的计算。计算中设水泵进口边界条件为速度进口,出口为自由出流,并对叶轮进行结构化网格划分,用壁面函数法处理近壁面的流动。分析计算得到的正反向的效率值后得出,正反向效率值接近,但计算值比试验值低,文中阐述了产生误差的原因。研究显示正反向性能相近的双向轴流泵非常适应于低扬程大流量的双向泵站。 基于人工神经网络理论分析泵性能的新方法,对多个泵性能的多个参数建立的数学模型进行了分析预测,其结果显示精度达到要求。 迄今为止,该设备已经应用于深圳河生潮模型试验,且达到了预期设计的效果。本文在总结与展望一章中谈及了设计中的一些不足之处,希望能给从事相关工作的技术人员提供参考。