侧向进水前池的设计及优化

图8-21为侧向进水前池的两种形式。由于侧向进水前池的水流从引渠进入前池后要经过90°转弯后再进入进水池。因此，池中水流受离心力的影响较大，从而使水流紊乱，甚至在进水池中容易产生旋涡和环流。

图8-21（b）是自排和提排相结合的排水泵站枢纽中常见的一种侧向进水前池。试验表明，这种形式的前池中不仅有很大的回流区，而且使水泵的进水管（流）道入口处的流速分布很不均匀，水流方向也并不和管（流）道进口断面相垂直，因此，对机组性能有明显影响。

图8-21　两种侧向进水前池

（a）在渠道末端的侧向进水；（b）自排与提排结合的侧向进水
1—引渠；2—前池；3—进水池(www.xing528.com)

国外有关试验资料表明，进水形式不同的前池，对水泵的各性能参数都有影响。图8-22中的A是正向进水，水泵具有较高的效率。图中B的水流系从进水池的左侧进入进水池的，然后，经90°转弯后，进入水泵。水流在离心力的作用下，池中将产生反时针方向的环流绕水泵周围旋转，使叶片进口处水流的相对速度有所增加，即相当于水泵转速增加。因此，水泵的扬程、流量、功率都会增大，有使机组超载的危险，而水泵效率则有所降低。图8-22中C的水流是从进水池的右侧流入进水池的。在离心力的作用下，在池中形成顺时针方向的环流，它与水泵旋转的方向相同，减小了叶片进口处水流的相对速度，即相当于降低了水泵的转速。因此，扬程、流量、功率都有减少，效率也有明显下降。

图8-22　侧向进水对水泵性能的影响

为了改善侧向进水前池中的流态，对其进行改造是必要的。改造的措施有以下两个方面：①改侧向进水为正向进水，这种改造方案，水流条件较好，但工程投资较大，难以实现；②在池中设置导流墩，这种改造方案投资较省，但一般都要进行模型试验。图8-23为图8-21两种侧向进水前池的改造方案。其中图8-23（a）为图8-21（a）的改造方案，虚线为改造前的前池和引渠的轮廓。将前池的形状和引渠稍加改造，并在池中设置导流墩，可以取得良好的效果。图8-23（b）为图8-21（b）的改造方案，在池中设置人字形导流墩后，不论从哪个方向引水，都可以使池中的回流区基本消除，流速分布也明显改善。