进水建筑物4进水流道.ppt

第五节第五节 进水流道进水流道一、进水流道简介1 1、进水流道分类、进水流道分类、进水流道分类、进水流道分类按进水方向分：按进水方向分：单向进水流道单向进水流道单向进水流道单向进水流道 双向进水流道双向进水流道双向进水流道双向进水流道按流道形状分：按流道形状分：肘形肘形肘形肘形 钟形钟形钟形钟形 簸箕形簸箕形簸箕形簸箕形 箱涵式箱涵式箱涵式箱涵式 斜式斜式斜式斜式流道的型式、尺寸影响：（1）水泵的安全、高效运行）水泵的安全、高效运行 （要求水泵叶轮进口断面的流速分布和压力分布均匀）（要求水泵叶轮进口断面的流速分布和压力分布均匀）（要求水泵叶轮进口断面的流速分布和压力分布均匀）（要求水泵叶轮进口断面的流速分布和压力分布均匀） （2）建站投资）建站投资2 2、进水流道内的基本流态、进水流道内的基本流态、进水流道内的基本流态、进水流道内的基本流态 （单面进水、四面进水）（单面进水、四面进水）（单面进水、四面进水）（单面进水、四面进水）3 3、进水流道设计的原则、进水流道设计的原则、进水流道设计的原则、进水流道设计的原则(1) (1) (1) (1) 叶轮进口断面的流速分布、压力分布均匀；叶轮进口断面的流速分布、压力分布均匀；叶轮进口断面的流速分布、压力分布均匀；叶轮进口断面的流速分布、压力分布均匀；(2) (2) (2) (2) 在任何情况下，流道内不产生涡带；在任何情况下，流道内不产生涡带；在任何情况下，流道内不产生涡带；在任何情况下，流道内不产生涡带；(3) (3) (3) (3) 水力损失小；水力损失小；水力损失小；水力损失小；(4) (4) (4) (4) 尽可能减小流道宽度和开挖深度，以减小工程尽可能减小流道宽度和开挖深度，以减小工程尽可能减小流道宽度和开挖深度，以减小工程尽可能减小流道宽度和开挖深度，以减小工程投资；投资；投资；投资；(5) (5) (5) (5) 线型简单，便于施工。

线型简单，便于施工线型简单，便于施工线型简单，便于施工4、进水流态对水泵工作状态的影响、进水流态对水泵工作状态的影响二、肘形进水流道1 1肘形进水流道分段肘形进水流道分段肘形进水流道分段肘形进水流道分段（1 1）直线渐缩段：直线渐缩段：直线渐缩段：直线渐缩段：顶部上翘、底部水平或上翘、进顶部上翘、底部水平或上翘、进顶部上翘、底部水平或上翘、进顶部上翘、底部水平或上翘、进口矩形2 2）弯曲渐缩段：弯曲渐缩段：弯曲渐缩段：弯曲渐缩段：水流转向、该段是流道设计的关水流转向、该段是流道设计的关水流转向、该段是流道设计的关水流转向、该段是流道设计的关键之一3 3）直锥段：直锥段：直锥段：直锥段：同心圆台，该段的收缩角应与叶轮室同心圆台，该段的收缩角应与叶轮室同心圆台，该段的收缩角应与叶轮室同心圆台，该段的收缩角应与叶轮室相配合2 2基本尺寸拟定基本尺寸拟定基本尺寸拟定基本尺寸拟定（1 1）流道高度（）流道高度（）流道高度（）流道高度（H/DH/D） 试验表明，试验表明，试验表明，试验表明，H/DH/D，水流转弯的剧烈程度降低，利于叶，水流转弯的剧烈程度降低，利于叶，水流转弯的剧烈程度降低，利于叶，水流转弯的剧烈程度降低，利于叶轮进口断面的流态改善，均匀度和平均角度将提高，但是，轮进口断面的流态改善，均匀度和平均角度将提高，但是，轮进口断面的流态改善，均匀度和平均角度将提高，但是，轮进口断面的流态改善，均匀度和平均角度将提高，但是，H/DH/D，挖深增加，工程量，挖深增加，工程量，挖深增加，工程量，挖深增加，工程量 ，。

2 2）流道宽度（）流道宽度（）流道宽度（）流道宽度（B/DB/D） B/DB/D，进口流速，进口流速，进口流速，进口流速vv，损失，损失，损失，损失 ，利于流态改善，但工程量，利于流态改善，但工程量，利于流态改善，但工程量，利于流态改善，但工程量 ，进口流速控制在，进口流速控制在，进口流速控制在，进口流速控制在1m/s1m/s以内3 3）流道长度（）流道长度（）流道长度（）流道长度（L/DL/D） L/DL/D，整流段加长，但工程量，整流段加长，但工程量，整流段加长，但工程量，整流段加长，但工程量 * *注意：注意：注意：注意：L L的确定要注意结合上部结构的布置的确定要注意结合上部结构的布置的确定要注意结合上部结构的布置的确定要注意结合上部结构的布置4 4）弯曲收缩段（）弯曲收缩段（）弯曲收缩段（）弯曲收缩段（R R，r r） 一般一般（5 5）上翘角（）上翘角（）上翘角（）上翘角（ ， ） = 12 30 = 5 12 （工程上亦有采用（工程上亦有采用（工程上亦有采用（工程上亦有采用 = 20 = 20的情况）的情况）的情况）的情况） 有了上述基本尺寸，即可进行流道剖面图的有了上述基本尺寸，即可进行流道剖面图的绘制。

绘制3 3剖面轮廓图的绘制剖面轮廓图的绘制剖面轮廓图的绘制剖面轮廓图的绘制（1 1）绘叶轮中心）绘叶轮中心）绘叶轮中心）绘叶轮中心0000和水泵座环法兰面位置和水泵座环法兰面位置和水泵座环法兰面位置和水泵座环法兰面位置mnmn， 并截取并截取并截取并截取D D座环内径），并以此为流道出口断面座环内径），并以此为流道出口断面座环内径），并以此为流道出口断面座环内径），并以此为流道出口断面 过过过过mm、n n点作座环收缩角，如图点作座环收缩角，如图点作座环收缩角，如图点作座环收缩角，如图mmmm和和和和nnnn2 2）由）由）由）由HH、 作流道底边线作流道底边线作流道底边线作流道底边线llll3 3）由）由）由）由LL进口断面位置进口断面位置进口断面位置进口断面位置 求进口高度求进口高度求进口高度求进口高度h hA A，控制进口流速，控制进口流速，控制进口流速，控制进口流速v vA A=0.51.0 m/s=0.51.0 m/s 由由由由 h hA A=Q / BV=Q / BVA AAA点点点点（4 4）过）过）过）过A A作流道的上边线作流道的上边线作流道的上边线作流道的上边线R RR R（与水平线呈（与水平线呈（与水平线呈（与水平线呈 角）角）角）角）（5 5）作三段弧线，分别以）作三段弧线，分别以）作三段弧线，分别以）作三段弧线，分别以R R、r r、r r0 0为半径。

为半径 如如如如h hk k= =（）（）（）（）D D时，可认为拟定的各尺寸满足要求；时，可认为拟定的各尺寸满足要求；时，可认为拟定的各尺寸满足要求；时，可认为拟定的各尺寸满足要求； 若若若若h hk k太大或太小，可重新调整太大或太小，可重新调整太大或太小，可重新调整太大或太小，可重新调整 、L L，直到满足要求直到满足要求直到满足要求直到满足要求4 4平面轮廓图的绘制平面轮廓图的绘制平面轮廓图的绘制平面轮廓图的绘制（流速曲线递增法、流速直线递增法）（流速曲线递增法、流速直线递增法）（流速曲线递增法、流速直线递增法）（流速曲线递增法、流速直线递增法）流速曲线递增法流速曲线递增法流速曲线递增法流速曲线递增法（1 1）初拟平面轮廓；）初拟平面轮廓；）初拟平面轮廓；）初拟平面轮廓；（2 2）在剖面图选取断面高度）在剖面图选取断面高度）在剖面图选取断面高度）在剖面图选取断面高度h hi i， 在平面图中选取断面宽度在平面图中选取断面宽度在平面图中选取断面宽度在平面图中选取断面宽度B Bi i， 计算出断面积计算出断面积计算出断面积计算出断面积F Fi i；（3 3）由）由）由）由QvQvi i；（4 4）作曲线）作曲线）作曲线）作曲线 如上述两曲线光滑，说明水流在流道内的速度是递增的，如上述两曲线光滑，说明水流在流道内的速度是递增的，如上述两曲线光滑，说明水流在流道内的速度是递增的，如上述两曲线光滑，说明水流在流道内的速度是递增的，没有突变，符合水力损失较小的原则，也说明了初拟的平没有突变，符合水力损失较小的原则，也说明了初拟的平没有突变，符合水力损失较小的原则，也说明了初拟的平没有突变，符合水力损失较小的原则，也说明了初拟的平面图与剖面图是符合实际要求的，否则，需对剖面图和平面图与剖面图是符合实际要求的，否则，需对剖面图和平面图与剖面图是符合实际要求的，否则，需对剖面图和平面图与剖面图是符合实际要求的，否则，需对剖面图和平面图进行修正，直至曲线光滑。

面图进行修正，直至曲线光滑面图进行修正，直至曲线光滑面图进行修正，直至曲线光滑流速直线递增法流速直线递增法流速直线递增法流速直线递增法（1）假定流道内流速按直线规律递增，即）假定流道内流速按直线规律递增，即: V/L=C（2）由上述关系可得任意断面的流速）由上述关系可得任意断面的流速vi（3）由）由vi，Q可求得该断面的面积可求得该断面的面积Ai=Q / vi（4）由剖面图中可知各断面的高度）由剖面图中可知各断面的高度hi，故断，故断面宽度面宽度Bi=Ai / hi，从而绘出平面轮廓图从而绘出平面轮廓图按流速直线递增法绘出的平面图收缩比较均匀）（按流速直线递增法绘出的平面图收缩比较均匀）（按流速直线递增法绘出的平面图收缩比较均匀）（按流速直线递增法绘出的平面图收缩比较均匀）流速曲线递增法绘制平面轮廓图步骤流速曲线递增法绘制平面轮廓图步骤流速曲线递增法绘制平面轮廓图步骤流速曲线递增法绘制平面轮廓图步骤（1 1）初拟平面轮廓）初拟平面轮廓）初拟平面轮廓）初拟平面轮廓 根据所选的宽度根据所选的宽度根据所选的宽度根据所选的宽度B B定出流道进口宽度在弯曲段开定出流道进口宽度在弯曲段开定出流道进口宽度。

在弯曲段开定出流道进口宽度在弯曲段开始收缩，收缩一般不超过始收缩，收缩一般不超过始收缩，收缩一般不超过始收缩，收缩一般不超过25252 2）在剖面图中绘出流道中心线（通过作内接圆，）在剖面图中绘出流道中心线（通过作内接圆，）在剖面图中绘出流道中心线（通过作内接圆，）在剖面图中绘出流道中心线（通过作内接圆，连圆心即可）连圆心即可）连圆心即可）连圆心即可）3 3）在中心线上定出有代表性的点）在中心线上定出有代表性的点）在中心线上定出有代表性的点）在中心线上定出有代表性的点a a、b b、cc，过，过，过，过这些点作过水断面，并将这些点投影到平面图上这些点作过水断面，并将这些点投影到平面图上这些点作过水断面，并将这些点投影到平面图上这些点作过水断面，并将这些点投影到平面图上4 4）拟定各断面的过渡圆半径拟定各断面的过渡圆半径拟定各断面的过渡圆半径拟定各断面的过渡圆半径5 5）绘制平面展开图绘制平面展开图绘制平面展开图绘制平面展开图6 6）作）作）作）作FLFL与与与与VLVL曲线进行校验曲线进行校验曲线进行校验曲线进行校验 * * * * 在流道弯曲段应多取几个断面在流道弯曲段应多取几个断面在流道弯曲段应多取几个断面在流道弯曲段应多取几个断面三、钟形进水流道三、钟形进水流道 组成：组成：组成：组成：进口段、吸水室、进口段、吸水室、进口段、吸水室、进口段、吸水室、喇叭口、导水锥喇叭口、导水锥喇叭口、导水锥喇叭口、导水锥等等等等 特点：特点：特点：特点：流道高度较小：流道高度较小：流道高度较小：流道高度较小： 一般为（）一般为（）一般为（）一般为（）D D （肘形（）（肘形（）（肘形（）（肘形（）D D） 流道宽度稍大：流道宽度稍大：流道宽度稍大：流道宽度稍大： 一般为（）一般为（）一般为（）一般为（）D D （肘形（）（肘形（）（肘形（）（肘形（）D D） 四、双向进水流道四、双向进水流道 1型式：肘形对接、钟形对接、箱涵式。

2优点：能满足自引、自排、抽引、抽排要求 枢纽布置紧凑； 节省投资 3缺点：效率较低，流道内易产生涡带 4流态改善方法 设隔板： 设导水锥 设泵出口导流盖 防涡消涡栅 其他五、进水流。