出水流道断面流动分析对于无隔板的出水流道,由于受水泵后导叶出流环量的影响,流道断面具有较大的环量且沿程衰减缓慢,在流道全长上都具有较大的周向流速。由于出水弯管二次流的作用,断面周向流速与轴向流速分布很不均匀,小轴向流速区域方位超前大周向流速方位约45b,这是由于水流有向流速小的区域补充的趋势。断面小轴向流速区域方位,沿流程逆时针转移,分别位于右下侧、右侧和左上侧,在出水弯管断面ó至弯管出口约510D的范围内,流道断面轴向流速分布总体为左大右小,隔板从其间任一断面开始,必然导致左孔流量大,右孔流量小,造成偏流。
消除偏流措施环量对流道水力损失的影响对单孔出水流道,当流动有较小的旋转时,一方面会产生如前所述的/附加水力损失0,另一方面,其离心力可以阻止或减小扩散管和弯管边壁脱流,从而减小水力损失。试验用五孔探针准确测得出水流道断面ò、×全压分布,按面积积分求得断面平均单位重量水体机械能,相减得到水力损失。当流道进口液流偏角小于5b时,流道水力损失变化不大,基本达到小值,说明旋流阻止脱流减小的水力损失与其产生的/附加水力损失相当。
合理确定隔板开始断面位置设想如果将隔板头部设在使两孔环量和平均轴向流速相等的断面,则可以保证两孔流量相等不偏流。在流道出水弯管后的各断面,大周向流速区域与小轴向流速区域具有一定的位置关系,存在同时满足这两项要求的断面的可能性很小,如果存在这样的断面,则肯定位于弯管出口510D附近的断面。考虑到原型流道加设隔墙是为了加强结构,隔墙应从出水弯管后不远处开始,如果在弯管出口较远的断面才开始,就起不到加强结构的作用。
位于出水弯管前的导叶出口断面流动能够满足上述两项要求,保证两孔流量基本相等。但由于该管段流速大,如将隔板前伸,则会显著增大该管段的摩阻损失,而且两孔环量均较大,仍会在各自孔内产生较大的/附加水力损失,单孔阻力系数大于偏流时的左孔阻力系数,由于隔板在流道小断面段前伸造成摩阻损失的增加,单孔阻力系数甚至可能大于偏流时的右孔阻力系数。因此,隔板不宜前伸。
采用无出流环量后导叶双孔出水流道偏流是水泵出流环量和出水弯管共同作用的结果。出水弯管引导导叶出流转向和泵轴穿出泵体,是水泵必需的部件;环量不但是双孔流道偏流形成的条件之一,还会导致单孔流道/附加水力损失,降低泵装置效率,应予消除。为产生一定的扬程,无前导叶的水泵叶轮出流必须具有相应的环量,后导叶的作用就是消除环量,将水流的旋转动能转化为压力能,以减小其在出水流道内的水力损失。出水流道内水流环量实际上是水泵后导叶结构缺陷而致环量消除不彻底造成的。消除出水流道偏流、减小水力损失的好方法,就是在基本不改变水泵性能的前提下,改进水泵后导叶设计,消除其出流环量。