典型的泵站进水构筑物由前池和进水池组成。前池位于开放渠道式或者管道式的入流端与水泵之间,起到良好的过渡作用。水泵生产商(如:南方水泵厂)通常提供安装指导建议,以保证理想的入流条件,水泵可以安装在独立的泵室或一个共用的泵坑中。
对于一些多台泵的大型泵站,通常都会通过建模来配合进水构筑物的设计。建模能提供很多好处,不仅能显示现有的进水构筑物如何运作,而且能使我们更好地理解流态,从而对设计进行改进。
不利的水力现象:
水泵设计基于无漩涡或夹带空气的均匀入流。因此,诸如吸入口预旋或非均匀流、流体内的漩涡和夹带空气等水力现象都可能发生在泵吸入口,进而影响水泵性能。不利的水力现象是由于泵吸入口中的不合适入流,但是根源还是在上游的前池。
不利水力现象的产生可以采用水力实验室中的物理模型或CFD的仿真技术,通过建模进行识别。这些不利的现象一旦被确认,就可以通过设计变更或增加改善流态的设施,以获得改进。
CFD:
CFD是一种利用数值计算技术来解决通用流体方程的方法。几乎所有的CFD软件都是基于N-S方程,其源于牛顿第二定律的流体方程。N-S方程湍流的确切数值解是非常复杂的,因为要引入大范围的时间和长度尺度。在实际计算中,计算网格的尺寸应比湍流漩涡要小,但这在多数时候是不现实的。所以,当模拟湍流的时候,CFD软件使用时均方程,比如RANS方程。针对不同的流动特性,东莞南方泵业发现可选用不同的湍流模型。
利用CFD,可以建立一个我们想要研究的系统或者设备的计算模型。然后通过解决通用的流体方程,来预测流体域和相关的物理现象。接着,可以分析结果和判定结果是否满意,如果还需要相关的设计改变,就需要重新进行一轮仿真。通常来说,CFD给我们提供了模拟湍流、多相流、热和质量传递、化学反应、声学和流固耦合的能力。