钟型出水流道由出水喇叭、蜗壳及出水扩散段组成。喇叭段渐扩使导叶后动能变为压能,减小四周环向出水速度头,减小局部损失,喇叭口直径认可取(1.1~1.4)D0(D0为导叶出口直径,D0=160mm);喇叭段高度(h1)大,利于水流扩散充分,但过大的高度会增大流道总高度,经广一泵业计算,设计中h1=0.356D0;喇叭口到流道顶板距离(h2)由环向出水断面积与喇叭口面积比确定,建议此比值可取1.1~1.4,设计中h2=0.425D0,喇叭管和导水锥的型线均采用椭圆线。蜗壳设计按环向出水,并且各放射线断面(图1)速度相等原则设计。流道宽度(B)取2.39D0,流道高度(H)需满足B*H大于πD1h2,此处取H=0.938D0。模型流道的型线、尺寸,如图1所示。
试验装置由供水系统、试验段和回水系统组成,如图2所示。为便于观测流态,试验流道用透明有机玻璃制作。
2、测试方法
用电磁流量计测量流量、闸阀调节流量;进水测压孔取在距钟型出水流道进口600mm的直径150mm透明有机玻璃直管段上,出口测压孔设在出水箱壁,进出测压管水头经稳压桶后接水柱计。为观测流态,在出水流道后壁、侧壁、顶板及喇叭口边粘贴示踪红丝线。
3、广一水泵分析试验结果
试验测试了5个不同流量下流道的水力损失,测试结果如表1所示,平均阻力系数为95.16s²/m5。此值远小于虹吸出水流道水力损失系数U=125.19s²/m5),与直管出水流道水力损失系数U=95.56s2/m5)较接近。
流态观测表明:喇叭口上流道顶板示踪红丝线呈放射线状,喇叭口为四周环状出水;因受流道后部蜗壳水流的影响,出水侧喇叭口附近的流道底板红丝线向流道中间飘动;流道侧壁红丝线沿出水方向向下飘向中间,水流有旋转趋势。
广一泵根据相似理论,原型、模型阻力系数满足:sD4=idem,D为叶轮直径。若原型叶轮直径3.0m,设计流量30m³/s,则钟型出水流道的水力损失约为54.0cm左右。
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