虹吸式出水流道水力特性分析与试验验证

为了研究虹吸式出水流道水力特性，基于某立式轴流泵装置，采用数值模拟与模型试验相结合的方法，首先根据泵装置布置形式和初步设计尺寸，开发了虹吸式出水流道参数化设计软件，极大地缩短了设计周期.然后对4种虹吸式出水流道方案进行了全流道数值计算，并根据计算结果对虹吸式出水流道进行定量分析.最后将数值模拟结果与模型试验结果进行了对比.数值模拟结果表明，受叶轮旋转影响，虹吸出水流道上升段存在偏流现象；改变驼峰段断面尺寸对上、下游流态影响显著；下降段极易产生脱流和漩涡，改善下降段的不良流态可以显著降低出水流道的水力损失.对3种虹吸出水流道评价指标进行比较，指出了用轴向流速分布均匀度来评判虹吸出水流道的不足.模型试验结果表明，数值模拟与模型试验的外特性结果吻合较好，验证了数值模拟的可靠性；设计的带有虹吸式出水流道的立式泵装置最高效率为78.85%.研究结果可以为同类泵装置设计提供参考.