第五节 进水流道 一、进水流道简介 1、进水流道分类 按进水方向分：单向进水流道 双向进水流道.

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1 第五节 进水流道 一、进水流道简介 1、进水流道分类 按进水方向分：单向进水流道 双向进水流道

2 按流道形状分：肘形 钟形 簸箕形 箱涵式 斜式

3 流道的型式、尺寸影响： （1）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） （2）建站投资

4 2、进水流道内的基本流态 （单面进水、四面进水）

5 3、进水流道设计的原则 (1) 叶轮进口断面的流速分布、压力分布均匀； (2) 在任何情况下，流道内不产生涡带； (3) 水力损失小； (4) 尽可能减小流道宽度和开挖深度，以减小工程投资； (5) 线型简单，便于施工。

6 4、进水流态对水泵工作状态的影响

7 二、肘形进水流道

8 1．肘形进水流道分段 （1）直线渐缩段：顶部上翘、底部水平或上翘、进口矩形。 （2）弯曲渐缩段：水流转向、该段是流道设计的关键之一。 （3）直锥段：同心圆台，该段的收缩角应与叶轮室相配合。

9 2．基本尺寸拟定 （1）流道高度（H/D） 试验表明，H/D↑，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，H/D↑，挖深增加，工程量↑，H/D=1.5~2.0。 （2）流道宽度（B/D） B/D↑，进口流速v↓，损失↓，利于流态改善，但工程量↑。 B/D=2.0~2.5，进口流速控制在1m/s以内。 （3）流道长度（L/D） L/D↑，整流段加长，但工程量↑ 。 L/D = 3.5 ~ 4.5。 *注意：L的确定要注意结合上部结构的布置。

10 有了上述基本尺寸，即可进行流道剖面图的绘制。
（4）弯曲收缩段（R，r） 一般R/D = 0.8 ~ 1.0 r/D = 0.2 ~ 0.5 （5）上翘角（α，β） α = 12°~ 30° β = 5°~ 12° （工程上亦有采用β = 20°的情况） 有了上述基本尺寸，即可进行流道剖面图的绘制。

11 3．剖面轮廓图的绘制 （1）绘叶轮中心0―0和水泵座环法兰面位置m―n， 并截取D。（座环内径），并以此为流道出口断面。
过m、n点作座环收缩角，如图m―m和n―n。 （2）由H、 β→作流道底边线l―l。 （3）由L→进口断面位置。 求进口高度hA，控制进口流速vA=0.5~1.0 m/s 由 hA=Q / B·VA→A点 （4）过A作流道的上边线R－R（与水平线呈α角） （5）作三段弧线，分别以R、r、r0为半径。 如hk=（0.8~1.0）D时，可认为拟定的各尺寸满足要求； 若hk太大或太小，可重新调整α 、L，直到满足要求。

12 4．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 （1）初拟平面轮廓； （2）在剖面图选取断面高度hi， 在平面图中选取断面宽度Bi， 计算出断面积Fi； （3）由Q→vi； （4）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，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进行修正，直至曲线光滑。

13 （3）由vi，Q可求得该断面的面积Ai=Q / vi
流速直线递增法 （1）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vi （3）由vi，Q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hi，故断面宽度Bi=Ai / hi，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）

14 流速曲线递增法绘制平面轮廓图步骤 （1）初拟平面轮廓 根据所选的宽度B定出流道进口宽度。在弯曲段开始收缩，收缩一般不超过25°。 （2）在剖面图中绘出流道中心线（通过作内接圆，连圆心即可）。 （3）在中心线上定出有代表性的点a、b、c……，过这些点作过水断面，并将这些点投影到平面图上。 （4）拟定各断面的过渡圆半径。 （5）绘制平面展开图。 （6）作F~L与V~L曲线进行校验。 * 在流道弯曲段应多取几个断面

15 三、钟形进水流道 特点：流道高度较小： 一般为（1.1~1.4）D （肘形（1.5~2.0）D） 流道宽度稍大： 一般为（2.5~2.8）D
组成：进口段、吸水室、喇叭口、导水锥等 特点：流道高度较小： 一般为（1.1~1.4）D （肘形（1.5~2.0）D） 流道宽度稍大： 一般为（2.5~2.8）D （肘形（2.0~2.5）D）

16 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 ①设隔板： ②设导水锥 ③设泵出口导流盖 ④防涡消涡栅 ⑤其他

17 五、进水流道三维优化水力设计 方法: 速度加权平均角度 2、给定一系列不同的进水流道边界 3、采用数值模拟方法优化进水流道各几何参数。
1、建立目标函数: 流速分布均匀度 速度加权平均角度 2、给定一系列不同的进水流道边界 3、采用数值模拟方法优化进水流道各几何参数。