排灌机械工程学报

作者：徐峻, 周大庆, 王浩博, 李汶杰

单位：1. 河海大学电气与动力工程学院, 江苏 南京 211100;2. 河海大学水利水电学院, 江苏 南京 210024

关键词：钟形进水流道,导流锥,正交数值试验,优化设计,模型试验

基金：国家自然科学基金资助项目(52369017);云南省基础研究专项重点项目(202401AS070058)

针对某大型立式潜水轴流泵站的钟形进水流道存在吸水室流态不佳、进水条件不良、装置效率偏低等问题,基于雷诺时均N-S方程和Realizable k-ε湍流模型,采用数值模拟方法对该流道的导流锥结构进行优化.以进水流道水力损失、出口流速分布均匀度及水流入泵平均角为评价指标,在合理范围内对椭圆形导流锥尺寸进行优化设计、模拟与性能对比分析.结果表明:导流锥长短半轴最佳尺寸为长半轴a=1.0D、短半轴b=0.4D(D为叶轮直径).优化后,进水流道水力损失为0.189 m,较优化前减少0.028 m;出口流速均匀度达94.28%,提升10.96%;水流入泵平均角为87.80°,增大1.02°.优化后泵装置效率和扬程均显著提高:在设计流量7.0 m3/s下,效率由64.39%提升至67.74%,扬程由9.62 m提高至9.98 m,装置效率最大提升5.81%.对优化方案进行模型试验,在设计流量下测得效率为67.03%,对应扬程为9.82 m,性能指标达到较高水平.数值模拟的性能曲线与试验结果吻合较好,效率最大偏差小于3%,证明了模拟结果的可靠性.研究成果可为同类泵站钟形进水流道的设计与优化提供参考.

来源：2026年第2期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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