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南水北调东线工程泵站具有扬程低、流量大、年运行时间长等特点。如何根据东线工程泵站的特点,优化进出水流道的水力设计、提高水泵装置的效率,是东线工程泵站建设中一项极其重要的工作。本文主要探讨了轴流泵泵段和立式泵装置内部三维湍流流动数值模拟研究方法的可行性和准确性。泵段及泵装置的数值模拟借用了ZBM791轴流泵水力模型,立式泵装置的流道分别采用了肘形进水流道和直管式出水流道。应用了由连续性方程、雷诺应力平均Navier-Stokes方程、紊动能k方程和紊动能耗散ε方程组成的封闭方程组作为泵段及泵装置内部三维湍流流动的控制方程。控制方程组的离散选用控制体积法,控制方程组的求解选用SIMPLEC算法。对泵段进行数值模拟,旨在研究探索水力机械内部三维流动数值模拟计算方法的可行性。这一步骤是泵装置整体数值模拟的不可或缺的准备阶段。泵段数值计算的结果与其模型试验结果的对比表明采用数值模拟的方法模拟轴流泵内部流场、预测水泵性能是可行的并具有一定的精度。结合南水北调东线工程低扬程泵站建设的需要,本文借用某大型立式轴流泵站的主要控制尺寸和水位组合,采用分解研究的方法,对该泵站进、出水流道内部的三维流动进行了数值模拟,并对进出水流道内的流态及水力特性进行了初步分析。这项工作同样也是研究立式水泵装置内部三维流动数值模拟方法的准备工作。本文基于CAD、Pro/E、GAMBIT及自编Visual Basic程序的联合运用,进行叶片的三维造型并与进、出水流道光滑连接形成泵装置,成功地进行了网格剖分和泵装置内部流动的数值模拟。在此基础上,计算了泵装置的内外特性,比较了两种不同形线出水流道的水力性能,还比较了不同nD值水泵装置的水力性能。为了验证数值模拟的结果,本文对肘形进水流道和直管式出水流道的两种方案分别进行了模型试验研究,主要从流态观察和测量水力损失两个方面对计算结果进