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泵站拦污栅拦截污物保证泵机组安全运行,但拦污会增加机组轴功率(对轴流泵和高比转速混流泵),栅面堵塞严重时会影响水泵的进水流态,能量性能和汽蚀性能。目前,国内外对栅前污物聚集时拦污栅水头损失和栅前后流场的研究较少。本文在国家自然科学基金(编号：51079125)和全国百篇优秀博士学位论文作者专项基金项目(编号：2007B41)资助下,开展泵站拦污阻力与流场数值模拟研究。本文根据拦污试验时栅前水草聚集形状、透水性等特点对栅前聚集水草进行合理简化,建立原、模型拦污栅拦污流动计算模型。通过拟定不同拦污方案,运用ANSYS CFX软件,采用VOF方法,数值计算拦污栅拦污引起的水头损失、拦污栅栅前后流场以及拦污对泵装置运行效率影响,初步揭示栅前水草聚集特性以及拦污极限阻力。研究结果表明：(1)水草污物下潜堵塞栅面存在一临界流速,该流速和水流偏转角a、水流作用面积A、水草团体积V草团、水草密度ρ草、水草团厚度δ、孔隙率K、压差力作用系数CD等因素有关,未达到临界流速时,水草不会下潜,仅能沿水面铺开,达到临界流速后,水草能够随水流下潜堵塞栅面,拦污阻力不断增大,达到极限阻力时,水草不再下潜,最终呈三角形分布聚集在拦污栅前。(2)根据数值计算结果,模型拦污栅拦污水头损失与栅前平均流速、栅面堵塞比、拦污栅倾角等因素有关。栅前水深为0.33m、栅前平均流速为0.244m、栅面堵塞比为0.6时拦污水头损失与拦污试验实测值基本相等,流场相似。该计算方法能够较为准确模拟拦污栅拦污流动。(3)某原型拦污栅拦污水头损失随相关因素变化规律与拦污模型变化规律相似,拦污水头损失随栅前流速、栅面堵塞比增加而增大,随拦污栅倾角增大而减小。栅前污物聚集对拦污栅前后流场影响比较明显,随着栅面堵塞比增加,栅前水流流速和水流偏转角不断增大,栅后水流底部流速逐渐增大,上部流速减小,且出现回流。栅面堵塞比为0.4、栅前平均流速为1.0m／s时,拦污水头损失为0.25m,而栅面堵塞比为0.7、栅前平均流速为0.8m／s时,拦污水头损失急剧增加,高达0.89m,与泵站实际情况相符。(4)泵站进口水位、流量一定时,进口不同流速分布主要影响进水流道内部流态,对泵装置效率影响较小,拦污栅拦污水头损失是造成泵装置效率下降的主要原因。