下级泵站站内管线布置方式优化

在上节最佳的水泵运行配置方案的基础上，对整个南汇北泵站水头损失进行计算，并和另一种设计方案进行对比分析。

（1）几何模型

增压泵的配泵扬程为45.2m，即增压泵出口水位比进口水位高45.2m。为了方便计算，对整个南汇北泵站管道进行计算时，用Interface替换运行的增压泵，Interface右边出口水位比左边水位高45.2 m，而不运行的增压泵简化成壁面。整个管道系统的三维几何图如图7-35所示。1、2出口的总流量为20万m3／d。

另一种直角设计方案的几何图如图7-36所示。

（2）网格模型

在ANSYS环境下，利用ICEM建立网格模型，南汇北泵站的网格模型网格数量：1327443；节点数：403710。

另一种直角设计方案的网格数量：1116134；节点数：337681。

（3）边界条件

南汇北泵站水泵运行状况是4用2备，2根进水水管的总流量为108万m3／d，换算成质量流，每根进水管的质量流为6687.5kg／s。1、2出口方向的总流量为20万m3／d，换算成质量流，每根出水管的质量流为1238.4kg／s。出口静压为0。4台增压水泵的增压扬程为45.2m，交接面上的压力升高Δp=ρgh=425310Pa。壁面粗糙度设为0.3mm，边界无滑移。

图7-35 斜角方案几何模型(www.xing528.com)

图7-36 直角方案几何模型

（4）结果分析

两种方案下的能量损失见表7-7。

表7-7 两种方案能量损失 （W）

换算成水头损失见表7-8。

表7-8 两种方案水头损失 （m）

因此，对于串联叠压的下级泵站：

①在寻求最佳水泵运行配置方式的研究中，当泵的配置方式上下对称时（方案25），系统的损失最小而且内部的流态也相对稳定。所以方案25可作为最佳的水泵运行配置方案。

②对南汇北泵站母管的研究中，综合系统水头损失和内部流态等因素与母管管径的关系，最终给出的最佳母管管径为3000mm。