斜式轴流泵装置出水流道偏流特性研究

王本宏，王福军，2，谢丽华，王超越，苏胜利，朱泉荣

（1.中国农业大学水利与土木工程学院，北京 100083；2.北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心，北京 100083；3.浙江省水利水电勘测设计院，浙江杭州 310002；4.嘉兴市杭嘉湖南排工程管理局，浙江嘉兴 314001；5.利欧集团湖南泵业有限公司，湖南湘潭 411201）

1 研究背景

斜式轴流泵装置因其流量大、扬程低，在一些大型低扬程泵站中得到应用［1-3］，特别是在防洪、排涝和灌溉等工程中发挥了重要作用。1990年代初期，红圪卜泵站最早投入运行了45°斜式轴流泵装置，该类泵站泵房相对于立式轴流泵站来说结构简单、开挖深度小，进出水流道水力损失小，装置效率高。此后泵轴倾角为15°、20°、30°和45°的斜式轴流泵装置陆续在上海、浙江等地各类工程中成功应用［3-6］。根据现有研究发现，斜式轴流泵出水流道普遍存在隔墩两侧流量不等的现象，对泵站安全稳定运行构成了很大的威胁［7-8］。

目前对于斜式轴流泵装置水力性能和偏流问题已有一些研究，主要包括水力模型试验和内部流动数值模拟两方面［9-10］，通过水力模型试验，施卫东［9］、Yang 等［10］发现相比于立式轴流泵装置，斜式轴流泵装置进水流道水力损失更小，效率更高，但出水流道流态紊乱，需要对出水流道进行优化设计。谢丽华等［11］对斜式轴流泵装置内部流态和水力性能进行了系统的试验研究，通过模型试验获得了不同叶片安放角度下的外特性曲线和压力脉动等特性，发现出水流道左右两侧内部流态和压力脉动均存在明显差异，说明存在偏流现象，但未对不同工况下的偏流特性进行定量的描述。……