[0006] 针对以上所述存在的不足之处，本发明人发明了一种泵站用的虹吸式出水流道的设计方法，大大降低了虹吸式出水流道的水力损失。不仅给出了其主要几何参数的具体设计公式，而且可以将其与计算机相结合，可以对虹吸式出水流道进行参数化设计。通过控制出水流道的扩散段、出水弯管段、上升段、驼峰段、下降段、出口段等主要相关参数来降低出水流道的水力损失，达到提高泵站运行的稳定性、高效性、经济性，从而能够延长泵站的维修周期。此外，还可以将其与现代化设备相结合，使参数化设计成为可能。
[0007] 通过上述计算方法确定虹吸式出水流道的主要几何参数，包括：虹吸式出水流道出水弯管段的出口直径D、虹吸式出水流道扩散段的高度L1、虹吸式出水流道出水弯管段的曲率半径R1、虹吸式出水流道出水弯管段的弯曲角α1、虹吸式出水流道上升段的上升角α、虹吸式出水流道上升段的长度L2、虹吸式出水流道上升段的平面扩散角Φ、虹吸式出水流道驼峰的弯曲角α2、虹吸式出水流道驼峰的断面宽度B、虹吸式出水流道驼峰的断面高度h、虹吸式出水流道驼峰的曲率半径R2、虹吸式出水流道下降段以及出口段的断面高度hi、虹吸式出水流道下降段以及出口段的断面过渡圆半径ri、虹吸式出水流道下降段的下倾角β、虹吸式出水流道下降段的长度L3、虹吸式出水流道出口段的弯曲角α3、虹吸式出水流道出口段的曲率半径R3、叶轮中轴线至虹吸式出水流道出口的长度L，以改善流动达到提高泵站的稳定性、安全性、高效性。
[0008] 为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0009] (1)虹吸式出水流道驼峰的断面宽度B、虹吸式出水流道出水弯管段的出口直径D、虹吸式出水流道扩散段的高度L1、虹吸式出水流道出水弯管段的曲率半径R1、虹吸式出水流道出水弯管段的弯曲角α1、虹吸式出水流道上升段的上升角α、虹吸式出水流道上升段的长度L2、虹吸式出水流道下降段的下倾角β、虹吸式出水流道下降段的长度L3、叶轮中轴线至虹吸式出水流道出口的长度L的设计公式为：
[0010] B＝0.964e0.5713D (1)
[0011]
[0012]
[0013]
[0014] α1＝-1.894Q4+23.69Q3-103.6Q2+167.4Q+4.73 (5)
[0015]
[0016] L2＝4.593e-5α3.143+1.27 (7)
[0017] β＝-25.08sinQ+0.2243Q2+42.4 (8)
[0018]
[0019]
[0020] 式中：
[0021] B—虹吸式出水流道驼峰的断面宽度，米；
[0022] D—虹吸式出水流道出水弯管段的出口直径，米；
[0023] L1—虹吸式出水流道扩散段的高度，米；
[0024] R1—虹吸式出水流道出水弯管段的曲率半径，米；
[0025] α1—虹吸式出水流道出水弯管段的弯曲角，度；
[0026] α—虹吸式出水流道上升段的上升角，度；
[0027] L2—虹吸式出水流道上升段的长度，米；
[0028] β—虹吸式出水流道下降段的下倾角，度；
[0029] L3—虹吸式出水流道下降段的长度，米；
[0030] L—叶轮中轴线至虹吸式出水流道出口的长度,米；
[0031] D0—泵站用泵的叶轮直径，米；
[0032] Q—泵站用泵的流量，米3/秒。
[0033] (2)虹吸式出水流道上升段的平面扩散角Φ、虹吸式出水流道出口段的曲率半径R3、虹吸式出水流道下降段以及出口段的断面高度hi、虹吸式出水流道下降段以及出口段的断面过渡圆半径ri的设计公式为：
[0034]
[0035] R3＝-0.467sinQ+0.002965cosQ+0.05814tanQ+3.267 (12)
[0036]
[0037] ri＝-0.007235e0.66Q+0.233e0.2204Q (14)
[0038] 式中：
[0039] Φ—虹吸式出水流道上升段的平面扩散角，度；
[0040] R3—虹吸式出水流道出口段的曲率半径，米；
[0041] hi—虹吸式出水流道下降段以及出口段的断面高度，米；
[0042] ri—虹吸式出水流道下降段以及出口段的断面过渡圆半径，米；
[0043] D0—泵站用泵的叶轮直径，米；
[0044] Q—泵站用泵的流量，米3/秒。
[0045] (3)虹吸式出水流道驼峰的断面高度h的设计公式为：
[0046] h＝2.845e-11+0.4333B+1.635e-11Q+1.697e-11B2-1.254e-11BQ+2.304e-12Q2 (15)[0047] 式中：
[0048] h—虹吸式出水流道驼峰的断面高度，米；
[0049] B—虹吸式出水流道驼峰的断面宽度，米；
[0050] Q—泵站用泵的流量，米3/秒。
[0051] (4)虹吸式出水流道驼峰的曲率半径R2的设计公式为：
[0052] R2＝5.461sin(9.568h+9.443)+3.466sin(12.27h+22.09) (16)
[0053] 式中：
[0054] R2—虹吸式出水流道驼峰的曲率半径，米；
[0055] h—虹吸式出水流道驼峰的断面高度，米。
[0056] (5)虹吸式出水流道驼峰的弯曲角α2的设计公式为：
[0057]
[0058] 式中：
[0059] α2—虹吸式出水流道驼峰的弯曲角，度；
[0060] Q—泵站用泵的流量，米3/秒。
[0061] (6)虹吸式出水流道出口段的弯曲角α3的设计公式为：
[0062] α3＝9.443e-21β5-3.911e-18β4+5.835e-16β3-4.067e-14β2+β-1.709e-11 (18)[0063] 式中：
[0064] α3—虹吸式出水流道出口段的弯曲角，度；
[0065] β—虹吸式出水流道下降段的下倾角，度。
[0066] 由以上步骤可以得到相对系统准确的泵站用的虹吸式出水流道的主要几何参数的设计方法。
[0067] 本发明的有益效果为：
[0068] 本发明所述设计方法通过分别对扩散段和上升段的长度和管径的设计，在一定程度上降低了沿程水力损失。此外，通过对出水弯管段，驼峰和出口段的曲率半径，长度以及管径的优化设计，来减少涡流以及降低冲撞水力损失。不仅如此，下降段的下倾角等相关几何参数的调整大大改善了流道内水流流态的平稳性。对于泵站运行的稳定性、高效性、经济性和安全性具有重要意义。
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