專利名稱:一種水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道的制作方法
【專利摘要】一種水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道，屬于水利工程泵站【技術(shù)領(lǐng)域】。所述鐘形進(jìn)水流道沿水流方向設(shè)有直線進(jìn)口段、鐘形轉(zhuǎn)向段和圓臺(tái)整流段，各段具有不同的幾何特征和作用；所述鐘形轉(zhuǎn)向段幾何形體復(fù)雜，上部形狀為鐘形、下部為平底、平面形狀為蝸殼形、內(nèi)設(shè)置導(dǎo)水圓臺(tái)，提供詳細(xì)的極坐標(biāo)表示圖及數(shù)據(jù)表；所述鐘形進(jìn)水流道所有尺寸均用相對(duì)值表示(以水泵葉輪直徑D為基準(zhǔn)值)；所述直線進(jìn)口段和圓臺(tái)整流段的主要參數(shù)可根據(jù)泵站的實(shí)際需要在一定范圍內(nèi)調(diào)整，以適應(yīng)不同泵站的要求。本實(shí)用新型提供的鐘形進(jìn)水流道水力性能優(yōu)異、使用方法簡(jiǎn)便，可保證每座泵站鐘形進(jìn)水流道的設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)于確保泵站的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行具有重要意義。
【專利說明】-種水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于水利工程累站【技術(shù)領(lǐng)域】，具體設(shè)及一種水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水 流道及其應(yīng)用方法，主要用于指導(dǎo)廣大工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道， 可保證每座累站鐘形進(jìn)水流道的設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)于確保大中型累站的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行 具有重要意義。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐘形進(jìn)水流道是大中型低揚(yáng)程立式累站應(yīng)用較多的進(jìn)水流道，特別適用于地基條 件較差、不適于深挖方的累站，其作用是引導(dǎo)水流在從前池流向水累葉輪室的過程中有序 轉(zhuǎn)向和均勻加速，為水累葉輪室進(jìn)口提供符合要求的流態(tài)。設(shè)計(jì)水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水 流道是保證水累安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行的必要條件。鐘形進(jìn)水流道=維形體復(fù)雜，其設(shè)計(jì) 方法長(zhǎng)期W來采用傳統(tǒng)的幾何作圖法，與鐘形進(jìn)水流道內(nèi)水流的=維端流流動(dòng)情況嚴(yán)重脫 節(jié)，所設(shè)計(jì)的流道不能滿足水累葉輪對(duì)進(jìn)水流場(chǎng)的要求，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致流道內(nèi)產(chǎn)生禍帶， 嚴(yán)重影響水累機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道。應(yīng)用本實(shí)用新型得 到的鐘形進(jìn)水流道水流轉(zhuǎn)向有序，流道內(nèi)無有害流態(tài)，水力性能優(yōu)異，可為水累葉輪室進(jìn)口 提供符合要求的流態(tài)。
[0004] 本實(shí)用新型的目的是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流 道，其沿水流方向設(shè)有直線進(jìn)口段、鐘形轉(zhuǎn)向段和圓臺(tái)整流段3個(gè)段，各段具有不同的幾何 特征和作用；在直線進(jìn)口段內(nèi)設(shè)置中隔壞，在鐘形轉(zhuǎn)向段內(nèi)設(shè)置導(dǎo)水圓臺(tái)；
[0005] 所述鐘形進(jìn)水流道的各幾何尺寸W相對(duì)值表示（W水累葉輪直徑D為基準(zhǔn)值，D 的單位為m，下同），其長(zhǎng)度L為4. 1D、進(jìn)口寬度Bi為2.85D、高度H為1.4D ;所述直線進(jìn)口 段位于所述鐘形進(jìn)水流道的最前端，其內(nèi)部設(shè)有中隔壞，流道上、下邊線和平面形線均為直 線，斷面形狀為矩形，長(zhǎng)度Ljk為3. 07D、進(jìn)口寬度B 1為2. 85D、進(jìn)口高度H 1為1. 52D、底邊傾 角0為5°、進(jìn)口頂板圓弧半徑R = 0.2抓+0. 2m，所述中隔壞的長(zhǎng)度Lg為2.抓、厚度Bg= 0. 174D+0. 191m、頭部圓弧半徑Rgi= 0.48D、尾部圓弧半徑Rg2= 2.86D，其過流通道由流道 內(nèi)壁和中隔壞外壁構(gòu)成，該段的作用是引導(dǎo)水流從累站前池進(jìn)入流道，同時(shí)滿足累房上部 結(jié)構(gòu)布置的要求；
[0006] 所述鐘形轉(zhuǎn)向段位于直線進(jìn)口段之后，其特征是上部形狀為鐘形、下部為平底、平 面形狀為蝸殼形，其內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)水圓臺(tái)，該段長(zhǎng)度Lu為1. 89D、高度H 0. 97D、進(jìn)口寬 度B2為2. 85D、進(jìn)口高度H 2為0. 91D，所述導(dǎo)水圓臺(tái)的底部直徑D d為1. 32D、上部直徑D S 為1. ID^町為水累葉輪輪穀體葉輪室進(jìn)口斷面的直徑，D j勺單位為m，下同）、高度H U為 0.97D，其過流通道由流道內(nèi)壁和導(dǎo)水圓臺(tái)外壁構(gòu)成，為準(zhǔn)確表達(dá)該段的=維形體，提供了 該段鐘形曲線、平面蝸殼形曲線和導(dǎo)水圓臺(tái)曲線的極坐標(biāo)表示圖及數(shù)據(jù)表，鐘形曲線的數(shù) 據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn)編號(hào)、角度a d和半徑Rd，平面蝸殼曲線的數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn)編號(hào)、角度 a W和半徑Rw，導(dǎo)水圓臺(tái)曲線的數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn)編號(hào)、角度a M和半徑Rdi，該段的作用是 引導(dǎo)水流有序地作90°轉(zhuǎn)向和加速，并保證在此過程中不發(fā)生有害流態(tài)；
[0007] 所述圓臺(tái)整流段位于鐘形轉(zhuǎn)向段之后，其特征是過流通道由流道內(nèi)壁和圓臺(tái)外壁 構(gòu)成，其內(nèi)、外壁的母線形狀為直線，其高度H,1= 0. 1065D+0. 4367m、出口的內(nèi)壁直徑0。2和 外壁直徑D,2分別為0. 88D和D U其進(jìn)口內(nèi)壁直徑0。1為0. 94D、進(jìn)口外壁直徑為D W，D,i與導(dǎo) 水圓臺(tái)的上部直徑D,相等，該段的作用是對(duì)流向水累葉輪室的水流作最后的調(diào)整和加速， W保證水流均勻地進(jìn)入葉輪室。
[000引上述水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道的應(yīng)用方法，包括W下步驟：
[0009] (1)鐘形進(jìn)水流道沿水流方向依次設(shè)有直線進(jìn)口段、鐘形轉(zhuǎn)向段和圓臺(tái)整流段3 個(gè)段，將各段的幾何尺寸均采用W水累葉輪直徑D為基準(zhǔn)值的相對(duì)值表示；所述鐘形進(jìn)水 流道長(zhǎng)度L為4. 1D、進(jìn)口寬度Bi為2. 85D、高度H為1. 4D ;所述直線進(jìn)口段位于所述鐘形 進(jìn)水流道的最前端，其特征是內(nèi)部設(shè)有中隔壞，流道上、下邊線和平面形線均為直線，斷面 形狀為矩形，其長(zhǎng)度Ljk為3. 07D、進(jìn)口寬度B 1為2. 85D、進(jìn)口高度H 1為1. 52D、底邊傾角 0為5°、進(jìn)口頂板圓弧半徑R = 0.2抓+0. 2m，所述中隔壞的長(zhǎng)度Lg為2.抓、厚度Bg= 0. 174D+0. 191m、頭部圓弧半徑Rgi= 0. 48D、尾部圓弧半徑Rg2= 2. 86D，其過流通道由流道 內(nèi)壁和中隔壞外壁構(gòu)成，該段的作用是引導(dǎo)水流從累站前池進(jìn)入流道，同時(shí)滿足累房上部 結(jié)構(gòu)布置的要求；
[0010] 所述鐘形轉(zhuǎn)向段位于直線進(jìn)口段之后，其特征是上部形狀為鐘形、下部為平底、平 面形狀為蝸殼形，其內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)水圓臺(tái)，該段長(zhǎng)度Lu為1. 89D、高度H U為0. 97D、進(jìn)口寬度 B2為2. 85D、進(jìn)口高度H 2為0. 91D，所述導(dǎo)水圓臺(tái)的底部直徑D d為1. 32D、上部直徑D ,為 1. 1DJ/、高度0. 97D，其過流通道由流道內(nèi)壁和導(dǎo)水圓臺(tái)外壁構(gòu)成，該段的鐘形曲線、 平面蝸殼曲線和導(dǎo)水圓臺(tái)曲線均提供極坐標(biāo)表示圖及數(shù)據(jù)表，鐘形曲線的數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo) 點(diǎn)編號(hào)、角度和半徑Rd，平面蝸殼曲線的數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn)編號(hào)、角度和半徑Rw， 導(dǎo)水圓臺(tái)曲線的數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn)編號(hào)、角度a M和半徑Rdi，該段的作用是引導(dǎo)水流有序 地作90°轉(zhuǎn)向和加速，并保證在此過程中不發(fā)生有害流態(tài)；
[0011] 所述圓臺(tái)整流段位于鐘形轉(zhuǎn)向段之后，其特征是過流通道由流道內(nèi)壁和圓臺(tái)外壁 構(gòu)成，其內(nèi)、外壁的母線形狀為直線，其高度H,i = 0. 1065D+0. 4367m、出口的內(nèi)壁直徑0。2和 外壁直徑D,2分別為0. 88D和D U其進(jìn)口內(nèi)壁直徑0。1為0. 94D、進(jìn)口外壁直徑為D W (與導(dǎo)水 圓臺(tái)的上部直徑D,相等），該段的作用是對(duì)流向水累葉輪室的水流作最后的調(diào)整和加速，W 保證水流均勻地進(jìn)入葉輪室；
[0012] (2)利用步驟（1)確定的直線進(jìn)口段、鐘形轉(zhuǎn)向段和圓臺(tái)整流段幾何參數(shù)，根據(jù)累 站擬采用的水累葉輪直徑D計(jì)算該累站進(jìn)水流道實(shí)際所需尺寸；
[001引 做按照步驟似確定圓臺(tái)整流段的高度申1，根據(jù)累站的實(shí)際需要在步驟似的 基礎(chǔ)上加大或減少馬1，調(diào)整Hzi時(shí)，該段進(jìn)口的內(nèi)壁直徑D。1和外壁直徑D，1、出口的內(nèi)壁直 徑0。2和外壁直徑D均保持不變；
[0014] (4)按照步驟（2)確定直線進(jìn)口段的長(zhǎng)度Lj.k，根據(jù)累站上部結(jié)構(gòu)布置的需要在步 驟做的基礎(chǔ)上加長(zhǎng)或縮短Lj.k，在調(diào)整Lj.k的同時(shí)相應(yīng)調(diào)整所述中隔壞的長(zhǎng)度Lg，調(diào)整Lj.k 和Lg時(shí)，流道進(jìn)口高度H 1保持不變；
[0015] (5)按照步驟（2)確定直線進(jìn)口段的底邊傾角e，根據(jù)該段與累站前池銜接的需 要在步驟（4)的基礎(chǔ)上加大或減少0，調(diào)整0時(shí)，該段各斷面的高度保持不變；
[0016] (6)根據(jù)換算和調(diào)整后的所述鐘形進(jìn)水流道的幾何參數(shù)，在繪圖軟件中繪制所需 的鐘形進(jìn)水流道單線圖；
[0017] 按照步驟（3)、（4)、妨對(duì)圓臺(tái)整流段Hzi和直線進(jìn)口段L j.k、Lg、0進(jìn)行調(diào)整時(shí)，不 改變步驟（2)所確定的鐘形轉(zhuǎn)向段的幾何參數(shù)。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有W下有益效果：
[0019] 第一，本實(shí)用新型的鐘形進(jìn)水流道水力性能優(yōu)異，使用方法簡(jiǎn)便，無需進(jìn)行復(fù)雜的 基于CFD的優(yōu)化水力設(shè)計(jì)研究，便于廣大工程技術(shù)人員采用；可保證每座累站鐘形進(jìn)水流 道設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對(duì)于確保大中型累站的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行具有重要意義。
[0020] 第二，本實(shí)用新型提供的鐘形進(jìn)水流道沿水流方向設(shè)有直線進(jìn)口段、鐘形轉(zhuǎn)向段 和圓臺(tái)整流段3個(gè)段，在直線進(jìn)口段內(nèi)設(shè)置中隔壞，在鐘形轉(zhuǎn)向段內(nèi)設(shè)置導(dǎo)水圓臺(tái)；所述直 線進(jìn)口段用于引導(dǎo)累站前池來流，所述中隔壞用于消除前池來流中的橫向流速；所述鐘形 轉(zhuǎn)向段的作用是引導(dǎo)水流有序地作90°轉(zhuǎn)向和加速，并可使水流在作90°轉(zhuǎn)向的過程中 避免發(fā)生附壁禍帶、附底禍帶等有害流態(tài)；所述圓臺(tái)整流段用于進(jìn)一步調(diào)整從鐘形轉(zhuǎn)向段 流入的水流，使其均勻、順直地流向水累葉輪室進(jìn)口；應(yīng)用本實(shí)用新型得到的鐘形進(jìn)水流道 水流轉(zhuǎn)向有序、均勻，流道內(nèi)無有害流態(tài)，水力性能優(yōu)異。
[0021] 第=，根據(jù)對(duì)已建累站鐘形進(jìn)水流道主要尺寸的統(tǒng)計(jì)，其長(zhǎng)度、寬度和高度的相對(duì) 值（W水累葉輪直徑D為基準(zhǔn)值）相差較小，本實(shí)用新型提供的鐘形進(jìn)水流道適應(yīng)性強(qiáng)；流 道所有尺寸均用相對(duì)值表示，對(duì)于一般大中型立式累站，將該些相對(duì)值乘W水累葉輪直徑D 即可得到所需的流道尺寸；流道的長(zhǎng)度、高度和底邊傾角可根據(jù)累站的實(shí)際需要在一定范 圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
[0022] 第四，本實(shí)用新型提供的鐘形進(jìn)水流道水力性能優(yōu)異：①根據(jù)多年來對(duì)鐘形進(jìn)水 流道的研究成果，選擇其中經(jīng)過充分優(yōu)化水力設(shè)計(jì)和嚴(yán)格性能測(cè)試、并得到成功應(yīng)用的鐘 形進(jìn)水流道；②所述鐘形進(jìn)水流道的主要水力性能指標(biāo)如下；流道出口流速分布均勻度 Vu> 97% ;流道出口水流進(jìn)入水累葉輪室的平均角度^進(jìn)7。;設(shè)計(jì)流量時(shí)的流道水頭損失 A h ^ 0. 15m〇
【附圖說明】
[0023] 圖la是本實(shí)用新型鐘形進(jìn)水流道單線圖的縱剖面示意圖；
[0024] 圖化是本實(shí)用新型鐘形進(jìn)水流道單線圖的平面示意圖；
[0025] 圖2a是本實(shí)用新型鐘形進(jìn)水流道鐘形曲線示意圖；
[0026] 圖化是本實(shí)用新型鐘形進(jìn)水流道平面蝸殼曲線示意圖；
[0027] 圖2c是本實(shí)用新型鐘形進(jìn)水流道導(dǎo)水圓臺(tái)曲線示意圖；
[002引圖3是本實(shí)用新型鐘形進(jìn)水流道高度改變的縱剖面示意圖；
[0029] 圖4a是本實(shí)用新型鐘形進(jìn)水流道長(zhǎng)度改變的縱剖面示意圖；
[0030] 圖4b是本實(shí)用新型鐘形進(jìn)水流道長(zhǎng)度改變的平面示意圖；
[0031] 圖5是本實(shí)用新型鐘形進(jìn)水流道底邊傾角改變的縱剖面示意圖。
[0032] 圖中；1直線進(jìn)口段，2鐘形轉(zhuǎn)向段，3圓臺(tái)整流段，4中隔壞，5導(dǎo)水圓臺(tái)，6鐘形曲 線，7平面蝸殼曲線，8導(dǎo)水圓臺(tái)曲線，9累軸中屯、線，10葉輪中屯、線。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0034] 本實(shí)用新型的目的；（1)提供一種可應(yīng)用于地基條件較差、不適于深挖方累站的 鐘形進(jìn)水流道，該流道已經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試，證明其水力性能優(yōu)異，并已在不適于深挖方的大中 型累站得到普遍成功應(yīng)用；（2)提供的鐘形進(jìn)水流道沿水流方向設(shè)有直線進(jìn)口段1、鐘形轉(zhuǎn) 向段2和圓臺(tái)整流段3,在直線進(jìn)口段1內(nèi)設(shè)置中隔壞4,在鐘形轉(zhuǎn)向段2內(nèi)設(shè)置導(dǎo)水圓臺(tái) 5,其中，直線進(jìn)口段1和圓臺(tái)整流段3提供取值范圍，幾何形體復(fù)雜的鐘形轉(zhuǎn)向段2提供了 詳細(xì)的鐘形曲線6、平面蝸殼曲線7和導(dǎo)水圓臺(tái)曲線8的極坐標(biāo)表示圖及數(shù)據(jù)表；（3)所提 供的流道幾何尺寸均W相對(duì)值表示（W水累葉輪直徑D為基準(zhǔn)值），將所述鐘形進(jìn)水流道各 幾何尺寸相對(duì)值乘W累站擬采用的水累葉輪直徑D即可得該累站進(jìn)水流道的實(shí)際所需尺 寸；(4)直線進(jìn)口段1和圓臺(tái)整流段3的幾何參數(shù)可根據(jù)累站的實(shí)際需要在一定范圍內(nèi)調(diào) 整，W適應(yīng)不同累站對(duì)流道長(zhǎng)度、高度和底邊傾角等主要幾何參數(shù)的不同需要；（5)直線進(jìn) 口段1和圓臺(tái)整流段3幾何參數(shù)的調(diào)整不改變鐘形轉(zhuǎn)向段2的幾何參數(shù)。
[0035] (1)提供的鐘形進(jìn)水流道水力性能優(yōu)異；
[0036] ①根據(jù)多年來對(duì)鐘形進(jìn)水流道的研究成果，選擇其中經(jīng)過充分優(yōu)化水力設(shè)計(jì)和嚴(yán) 格性能測(cè)試、并得到成功應(yīng)用的鐘形進(jìn)水流道；
[0037] ②所述鐘形進(jìn)水流道的主要水力性能指標(biāo)如下：
[003引流道出口水流速度分布均勻度Vu> 97% ;
[0039] 流道出口水流進(jìn)入水累葉輪室的平均角度各讀7。；
[0040] 設(shè)計(jì)流量的流道水頭損失Ah《0. 15m。
[0041] (2)所提供的鐘形進(jìn)水流道幾何形體表達(dá)方式；
[0042] ①所述鐘形進(jìn)水流道沿水流方向分為直線進(jìn)口段1、鐘形轉(zhuǎn)向段2和圓臺(tái)整流段 3,在直線進(jìn)口段1內(nèi)設(shè)置中隔壞4,在鐘形轉(zhuǎn)向段2內(nèi)設(shè)置導(dǎo)水圓臺(tái)5 ;
[0043] ②所述鐘形轉(zhuǎn)向段2幾何形體復(fù)雜，是鐘形進(jìn)水流道設(shè)計(jì)的核屯、部分，其作用是 使水流有序地進(jìn)行90°轉(zhuǎn)向，水流在該段內(nèi)是從前、后、左、右4個(gè)方向轉(zhuǎn)向90°進(jìn)入，流態(tài) 較為復(fù)雜，該段水力設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)流道水力性能影響很大，設(shè)計(jì)不當(dāng)甚至可能導(dǎo)致發(fā)生附 壁禍帶或附底禍帶，從而嚴(yán)重影響到水累的安全和穩(wěn)定運(yùn)行；該段幾何參數(shù)包括長(zhǎng)度Lu、 高度Hu、進(jìn)口寬度B,和進(jìn)口高度H 2,為準(zhǔn)確表達(dá)該段的S維形體，提供了鐘形曲線6、平面 蝸殼曲線7和導(dǎo)水圓臺(tái)曲線8的極坐標(biāo)表示圖及數(shù)據(jù)表，鐘形曲線6的數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn) 編號(hào)、角度a d和半徑Rd，平面蝸殼曲線7的數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn)編號(hào)、角度a W和半徑Rw， 導(dǎo)水圓臺(tái)曲線8的數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn)編號(hào)、角度a M和半徑Rm;
[0044] ⑨所述直線進(jìn)口段1位于鐘形轉(zhuǎn)向段2之前，是累站前池和鐘形轉(zhuǎn)向段2之間的 過渡段，該段的幾何參數(shù)包括流道直線進(jìn)口段長(zhǎng)度Lj.k、進(jìn)口寬度Bi、進(jìn)口高度Hi、底邊傾角 0、流道進(jìn)口的頂板圓弧半徑R ;
[0045] ④所述圓臺(tái)整流段3位于鐘形轉(zhuǎn)向段2之后，其作用是對(duì)從鐘形轉(zhuǎn)向段2流出的 水流進(jìn)行最后的整流和加速，其水力設(shè)計(jì)對(duì)流道出口水流流速分布均勻度Vu和水流進(jìn)入水 累葉輪室的平均角度召影響很大，該段的幾何參數(shù)包括圓臺(tái)高度申1、進(jìn)口的內(nèi)壁直徑0。1和 外壁直徑D，1、出口的內(nèi)壁直徑0。2和外壁直徑D
[0046] ⑥在所述直線進(jìn)口段1內(nèi)設(shè)置中隔壞4,其作用主要是滿足流道結(jié)構(gòu)布置的需要， 同時(shí)也有利于調(diào)整從前池進(jìn)入流道的水流；所述中隔壞4分為頭部圓弧段、中部直段和尾 部圓弧段，其幾何參數(shù)包括中隔壞長(zhǎng)度Lg、厚度Bg、頭部圓弧半徑Rgi、尾部圓弧半徑Rg2;
[0047] ⑧在所述鐘形轉(zhuǎn)向段2內(nèi)設(shè)置導(dǎo)水圓臺(tái)5,其作用是用于阻止鐘形轉(zhuǎn)向段2的下方 產(chǎn)生可導(dǎo)致水累振動(dòng)的附底禍帶，其幾何參數(shù)包括所述導(dǎo)水圓臺(tái)5的底部直徑Dd、上部直徑 Ds、高度山和導(dǎo)水圓臺(tái)曲線8。
[0048] (3)建立便于推廣的鐘形進(jìn)水流道應(yīng)用方法；
[0049] ①將所述鐘形進(jìn)水流道各幾何尺寸相對(duì)值乘W累站擬采用的水累葉輪直徑D得 該累站進(jìn)水流道實(shí)際所需的尺寸；
[0化0] ②按照步驟①確定圓臺(tái)整流段3的高度馬1，根據(jù)累站的實(shí)際需要在步驟①的基礎(chǔ) 上加大或減少H,i，調(diào)整H,i時(shí)，該段進(jìn)口的內(nèi)壁直徑D。1和外壁直徑D，1、出口的內(nèi)壁直徑0。2 和外壁直徑D，2均保持不變；
[0051] ⑨按照步驟①確定直線進(jìn)口段1的長(zhǎng)度Lj.k，根據(jù)累站上部結(jié)構(gòu)布置的需要在步驟 ②的基礎(chǔ)上加長(zhǎng)或縮短Lj.k，在調(diào)整Lj.k的同時(shí)相應(yīng)調(diào)整所述中隔壞4的長(zhǎng)度L g，調(diào)整Lj.k和 Lg時(shí)，流道進(jìn)口高度H 1保持不變；
[0化2] ④按照步驟①確定直線進(jìn)口段1的底邊傾角0，根據(jù)該段與累站前池銜接的需要 在步驟⑨的基礎(chǔ)上加大或減小0，調(diào)整0時(shí)，該段各斷面的高度保持不變；
[0化3] ⑥根據(jù)換算和調(diào)整后的所述鐘形進(jìn)水流道的幾何參數(shù)，在繪圖軟件中繪制所需的 鐘形進(jìn)水流道單線圖；
[0054] 按照步驟②、⑨、④對(duì)圓臺(tái)整流段3的山和直線進(jìn)口段1的L j.k、Lg、0進(jìn)行調(diào)整 時(shí)，不改變步驟①所確定的鐘形轉(zhuǎn)向段2的幾何參數(shù)。
[0055] 實(shí)施例1
[0化6] (1)本實(shí)用新型的鐘形進(jìn)水流道如下：
[0化7] W水累葉輪直徑D為基準(zhǔn)值。本實(shí)用新型提供的鐘形進(jìn)水流道長(zhǎng)度L為4. 1D、進(jìn) 口寬度Bi和高度H分別為2.8抓和1.4D ;所述直線進(jìn)口段1的長(zhǎng)度Lj巧3.07D、進(jìn)口寬度 Bi為2.85D、進(jìn)口高度Hi為1.52D、底邊傾角0為5°、進(jìn)口頂板圓弧半徑R = 0.25D+0.2m， 中隔壞4的長(zhǎng)度Lg為2.抓、厚度Bg= 0. 174D+0. 191m、頭部圓弧半徑Rgi= 0.48D、尾部圓 弧半徑馬2= 2.86D ;所述鐘形轉(zhuǎn)向段2的長(zhǎng)度Lzx為1.89D、高度Hz為0.97D、進(jìn)口寬度B2 為2. 85D、進(jìn)口高度&為0. 91D，導(dǎo)水圓臺(tái)5的底部直徑D d為1. 32D、上部直徑D,為1. 1D J/、 高度HJ%0.97D，該段鐘形曲線6各坐標(biāo)點(diǎn)的編號(hào)、角度a d和半徑Rd見表1，各坐標(biāo)點(diǎn)位 置如圖2a所示（坐標(biāo)原點(diǎn)0與累軸中屯、線9的距離為0. 678D、與葉輪中屯、線10的距離為 0. 429D)，平面蝸殼曲線7各坐標(biāo)點(diǎn)的編號(hào)、角度a W和半徑見表2,各坐標(biāo)點(diǎn)位置如圖 化所示（坐標(biāo)原點(diǎn)0位于累軸中屯、線9與圓臺(tái)整流段3出口斷面的交點(diǎn)），導(dǎo)水圓臺(tái)曲線 8各坐標(biāo)點(diǎn)的編號(hào)、角度a di和半徑R di見表3,各坐標(biāo)點(diǎn)位置如圖2c所示（坐標(biāo)原點(diǎn)0與 累軸中屯、線9的距離為0. 662D、與葉輪中屯、線10的距離為0. 429D);所述圓臺(tái)整流段3的 高度申1= 0. 1065D+0. 4367m、出口的內(nèi)壁直徑D。2和外壁直徑D ,2分別為0. 88D和D U其進(jìn) 口內(nèi)壁直徑〇。1為0. 94D、進(jìn)口外壁直徑為D(與導(dǎo)水圓臺(tái)的上部直徑D湘等）康1、表2 和表3中各坐標(biāo)點(diǎn)的半徑均為相對(duì)值（W水累葉輪直徑D為基準(zhǔn)值）。
[005引表1鐘形轉(zhuǎn)向段鐘形曲線的數(shù)據(jù)表 [0059]
【權(quán)利要求】
1. 一種水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道，其特征是，所述鐘形進(jìn)水流道包括沿水流方向 設(shè)置的直線進(jìn)口段、鐘形轉(zhuǎn)向段和圓臺(tái)整流段，在鐘形轉(zhuǎn)向段內(nèi)設(shè)置導(dǎo)水圓臺(tái)；所述直線進(jìn) 口段位于所述鐘形進(jìn)水流道的最前端，所述直線進(jìn)口段內(nèi)中部沿水流方向設(shè)有中隔壞； 所述鐘形進(jìn)水流道的各幾何尺寸W相對(duì)值表示，W水累葉輪直徑D為基準(zhǔn)值，鐘形進(jìn) 水流道的長(zhǎng)度L為4. 1D、進(jìn)口寬度Bi為2.85D、高度H為1.4D ; 所述直線進(jìn)口段的作用是適應(yīng)累房上部結(jié)構(gòu)布置的需要和引導(dǎo)水流從累站前池進(jìn)入 流道，直線進(jìn)口段的上、下邊線和平面形線均為直線，斷面形狀為矩形，其長(zhǎng)度Lj.k為3. 07D、 進(jìn)口寬度Bi為2.85D、進(jìn)口高度Hi為1.52D、底邊傾角0為5°、進(jìn)口頂板圓弧半徑R = 0. 2抓+0. 2m;所述中隔壞的長(zhǎng)度Lg為2.抓、厚度Bg= 0. 174D+0. 191m、頭部圓弧半徑Rgi = 0. 48D、尾部圓弧半徑Rg2= 2. 86D ;直線進(jìn)口段的過流通道由流道內(nèi)壁和中隔壞外壁構(gòu)成； 所述鐘形轉(zhuǎn)向段位于直線進(jìn)口段之后，鐘形轉(zhuǎn)向段引導(dǎo)水流有序地作90°轉(zhuǎn)向和加 速；鐘形轉(zhuǎn)向段的上部形狀為鐘形、下部為平底、平面形狀為蝸殼形，鐘形轉(zhuǎn)向段長(zhǎng)度 1. 89D、高度H 0. 97D、進(jìn)口寬度B 2為2. 85D、進(jìn)口高度H 2為0. 91D ;所述導(dǎo)水圓臺(tái)的底部 直徑Dd為1.32D、上部直徑D,為1. 1D。高度申,為0.970,0^為水累葉輪輪穀體葉輪室進(jìn)口 斷面的直徑；鐘形轉(zhuǎn)向段的過流通道由流道內(nèi)壁和導(dǎo)水圓臺(tái)外壁構(gòu)成； 所述圓臺(tái)整流段位于鐘形轉(zhuǎn)向段之后，圓臺(tái)整流段的過流通道由流道內(nèi)壁和圓臺(tái)外 壁構(gòu)成，圓臺(tái)整流段的作用是對(duì)流向水累葉輪室的水流作最后的調(diào)整和加速，W保證水流 均勻地進(jìn)入葉輪室；其流道內(nèi)壁、圓臺(tái)外壁的母線形狀均為直線，圓臺(tái)整流段高度馬1 = 0. 1065D+0. 4367m、出口的內(nèi)壁直徑D"2為0. 88D、外壁直徑D ,2為D U圓臺(tái)整流段進(jìn)口內(nèi)壁直 徑Dni為0. 94D、進(jìn)口外壁直徑為D W，Dw與所述導(dǎo)水圓臺(tái)的上部直徑D湘等。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道，其特征是，所述鐘形轉(zhuǎn)向段 包括鐘形曲面、平面蝸殼曲面、導(dǎo)水圓臺(tái)曲面。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道，其特征是，所述鐘形曲面的 鐘形曲線采用鐘形曲線數(shù)據(jù)表示，鐘形曲線數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn)編號(hào)、角度a d和半徑R d。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道，其特征是，所述平面蝸殼曲 面的平面蝸殼曲線采用平面蝸殼曲線數(shù)據(jù)表示，平面蝸殼曲線數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn)編號(hào)、角 度和半徑Rw。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水力性能優(yōu)異的鐘形進(jìn)水流道，其特征是，所述導(dǎo)水圓臺(tái)曲 面的導(dǎo)水圓臺(tái)曲線采用導(dǎo)水圓臺(tái)曲線數(shù)據(jù)表示，導(dǎo)水圓臺(tái)曲線數(shù)據(jù)表包括坐標(biāo)點(diǎn)編號(hào)、角 度和半徑Rdi。
【文檔編號(hào)】F04D29-54GK204284004SQ201420626615
【發(fā)明者】陸林廣, 徐磊, 陸偉剛, 李亞楠, 王海 [申請(qǐng)人]揚(yáng)州大學(xué)