河道内污物随水流流向泵站,泵站一般设置拦污栅拦截污物,较大污物能够被拦截,但由于拦污栅栅条间距,较小污物通过拦污栅进入水泵,进入水泵的污物容易造成缠堵,影响水泵机组的安全运行。本文针对泵站存在的上述问题,采用数值模拟、试验与理论分析相结合的方法,研究泵站进流与污物进泵特性,分析污物种类及其穿过拦污栅的位置等因素对其到达水泵叶片进口断面位置及其缠堵的影响。主要研究内容及成果如下:(1)对试验轴流泵装置和大型轴流泵装置的进水流道至水泵出口段内部流动进行数值模拟,重点研究了不同工况下进水流道前的拦污栅无堵塞、上部不同比例堵塞和下部不同比例堵塞情况的进水流道内部流场,针对拦污栅断面不同位置起点的流线,分析流线的沿程变化规律及其到达叶片进口断面的位置,分析流线拦污栅断面的起点位置、拦污栅堵塞情况和水泵运行工况对流线沿程变化及到达叶片进口断面位置和对进水流道内部流动的影响,其中,马鞍区的流线十分混乱,说明发生了回流。大型轴流泵装置叶片进口断面的流速分布与现场实测结果一致,其在整体分布上不均匀、不对称,右侧流速明显大于左侧。(2)改造原有试验台,采用透明有机玻璃制作进水流道及叶轮室,用于观察污物在进水流道及叶轮室内的行进姿态、运动规律;在叶片进口断面加装滤网,用于记录污物在到达水泵叶片进口断面时的位置,分析叶轮室内容易形成堵塞的位置。对几种典型单体污物进行试验,确定污物主要物理特性,并在对应数值模拟采用的拦污栅断面流线不同起点位置释放污物,从肘形进水流道侧面和上面进行拍摄,记录污物在进水流道内的行进规律与到达叶片进口断面环状滤网的周向与径向位置。(3)研究结果表明,水泵在马鞍区运行时,在水泵内产生回流现象的主要源于流道水平方向上中部及流道底部的水流。污物在拦污栅后和进水流道内的实际运动规律及其到达叶片进口断面的位置是在流线轨迹的基础上受污物自身重力与水的浮力共同影响的结果,污物运动的数值模拟、理论分析结果与试验结果一致。即,面向出水方向,在进水流道进口断面左/右侧释放的污物在到达叶片进口面时也基本处于左/右侧;厚棉布、牛仔布等密度比水大的污物更易堵塞在叶轮出水侧位置,塑料袋、纺织袋等密度比水小的污物则更易堵塞在叶轮进水侧左侧位置。其中,密度比水大的污物,穿过拦污栅的深度存在一临界值,小于该临界深度时,污物穿过拦污栅后上浮,由于泵站进水侧胸墙的阻挡而不能进入进水流道。