喇叭管懸空高度對井筒式泵站運行性能影響研究

顧雙 殷憲柱 劉剛 許生

摘要：為了探究喇叭管懸空高度對井筒式泵站運行性能以及泥沙沉積的影響，采用CFX對井筒式泵站內(nèi)流動特性進行了CFD數(shù)值模擬。模擬過程中，將井筒式泵站內(nèi)計算流體視為固液兩相流，設(shè)計了0.3D，0.7D，1.1D和1.5D 4個不同的喇叭管懸空高度方案。計算結(jié)果表明：方案1～4中泵裝置運行最高效率分別為76.4%、79.3%、78.5%和78.8%，方案2中泵裝置的運行效率以及最高高效區(qū)范圍最大;方案1中存在大尺度漩渦，方案3和方案4中存在泥沙沉積現(xiàn)象，因此認為最優(yōu)方案為方案2，該方案的優(yōu)點是沒有泥沙沉積、漩渦尺度小，并且流場結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、總水力損失最小。通過分析喇叭管懸空高度對井筒式泵站運行性能和泥沙沉積情況的影響，說明只有合適的喇叭管懸空高度，才能夠保證井筒式泵站的安全穩(wěn)定運行。研究成果可為工程中井筒式泵站設(shè)計提供一定的參考。

關(guān) 鍵 詞：

喇叭管懸空高度; 井筒式泵站; CFD; 泥沙淤積; 流場特性; 漩渦尺度

中圖法分類號： TV732

文獻標志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.06.032

0 引 言

隨著我國城鎮(zhèn)規(guī)模的不斷擴大，產(chǎn)生了越來越多的城市污水。在城市市政工程中，預(yù)制泵站得到了不斷發(fā)展和應(yīng)用，井筒式泵站則是一種常見的預(yù)制泵站[1]。一體化泵站采用的進水形式是井筒式的進水形式，但這種進水形式泵站中的水流在從進水管進入到井內(nèi)的過程中，往往會比較紊亂，容易形成漩渦[2];城市污水中含有各種泥沙、雜草以及生活垃圾。由于井筒式泵站屬于小型泵站，在實際工程中發(fā)現(xiàn)泵站長時間運行后，在井筒底部會出現(xiàn)泥沙和雜物沉積的問題，既影響泵站的安全運行，又會因泵站內(nèi)沉積生活垃圾產(chǎn)生的腐臭味而影響檢修，因此井筒式泵站的安全運行和自清潔問題一直以來是井筒式泵站面臨的亟需解決的問題。

查智力等[3-4]針對井筒式泵站內(nèi)水泵數(shù)量、吸水管直徑對泵裝置運行性能的影響進行了CFD數(shù)值模擬計算，得出了井筒式泵站內(nèi)水泵數(shù)量以及吸水管直徑對泵裝置性能有很大影響的結(jié)論。王東進[5]對預(yù)制泵站與傳統(tǒng)混凝土泵站的區(qū)別進行了對比分析和介紹。王卓穎等[6]對預(yù)制泵站進行了優(yōu)化研究。胡凱[7]通過計算得到了預(yù)制泵站優(yōu)化后的有效容積。李文全等[8]對井筒式軸流泵站出水彎管流動特性進行了數(shù)值研究，從而獲得了進水口流量的改變對出水管道水力特性的影響規(guī)律。王默[9]采用CFD數(shù)值模擬方法，研究了不同水泵安裝位置、底部形式和導(dǎo)水錐幾何尺寸對其水力性能的影響。

目前，針對一體化泵站的研究更多的是集中在結(jié)構(gòu)改進和推廣應(yīng)用方面，而關(guān)于一體化泵站性能優(yōu)化方面的研究卻很少。尤其是應(yīng)當(dāng)重點研究有關(guān)喇叭管的懸空高度對井筒式泵站內(nèi)泥沙沉積和泵裝置運行性能的影響，因為在其他立式泵站中，喇叭管的懸空高度對于水泵的安全運行而言是一個重要的幾何參數(shù)，但是關(guān)于井筒式泵站內(nèi)喇叭管懸空高度對于井筒式泵站運行性能及泥沙沉積方面的影響研究目前尚未見到。因此，本文采用CFD數(shù)值模擬的方法來研究喇叭管懸空高度對井筒式泵站性能的影響，研究成果將有助于解決井筒式泵站內(nèi)的自清潔問題以及安裝設(shè)計問題。

1 計算模型和方法

1.1 控制方程

對井筒式泵站進行三維全工況數(shù)值計算。流體力學(xué)的三大基本定律是質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律和動量守恒定律[10]。通常情況下，泵裝置內(nèi)的流體可以視其為不可壓縮流體，在整體流動的過程中未考慮熱量傳遞，故可忽略能量守恒定律。流體流動的控制方程組精確地描述了流體的各物理量在空間的分布和隨時間的演化，對于不可壓縮流體，主要是滿足質(zhì)量守恒和動量守恒。

質(zhì)量守恒方程：

ρt+（ρui）xi=0（1）

動量方程：

（ρui）t+（ρuiuj）xj=-pxi+μ2uixixj（2）

式中：ρ為流體密度，kg/m3;ui、uj分別為流體在i、j方向上的速度分量，m/s;p為時均壓力，kPa;μ為流體的運動黏性系數(shù)，m2/s;xi、xj為空間坐標分量，m。

1.2 幾何模型的建立

采用UG 9.0對計算模型進行三維幾何建模，幾何模型部件包括井筒筒體、喇叭管、葉輪、導(dǎo)葉和出水管。基準中心選取葉輪中心為原點，沿進水管進水方向為X方向、與筒體底部平行且垂直進水管方向為Y方向、垂直筒體底部向上為Z方向，如圖1所示。圖1中，葉輪直徑D為120 mm，葉頂間隙為0.1 mm，輪轂直徑為48 mm、葉片數(shù)為4、葉片安放角為0°。喇叭管采用1/4橢圓，長軸和短軸分別為D和0.6D，喇叭管進口直徑為1.6D。井筒筒體直徑為10.0D，出水管直徑為D。為了探究喇叭管懸空高度對井筒式泵站運行性能的影響，分別設(shè)置了4個方案的喇叭管懸空高度，分別為0.3D、0.7D、1.1D和1.5D。

1.3 網(wǎng)格劃分及無關(guān)性驗證

采用軟件Workbench中Mesh功能，對井筒泵站筒體、喇叭管和出水管進行幾何模型網(wǎng)格剖分;采用Turbogrid對葉輪和導(dǎo)葉進行網(wǎng)格剖分，如圖2所示。由于黏性的存在，流體邊界層分為黏性底層、過渡層，湍流層，對于高雷諾數(shù)的湍流層y+值取值為30～300[11]。根據(jù)大量類似計算實例，應(yīng)將y+值控制在150以內(nèi)，因此，本文計算模型的邊界層網(wǎng)格y+值整體控制在100左右。

在數(shù)值模擬中，網(wǎng)格數(shù)量和網(wǎng)格質(zhì)量決定了計算結(jié)果精度的可靠性。理論上，隨著網(wǎng)格密度增大，計算結(jié)果的離散誤差減小，計算結(jié)果越準確[12-13]。但是網(wǎng)格密度的增加會加計算工作量，從而造成網(wǎng)格資源的浪費;另外，計算機浮點運算造成的舍入誤差也會隨之增大。為此，對計算模型進行了網(wǎng)格無關(guān)性分析，在此基礎(chǔ)上選取合適的網(wǎng)格數(shù)量，接著采用設(shè)計工況效率來評判網(wǎng)格的無關(guān)性，如圖3所示。當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量超過420萬時，設(shè)計工況下的井筒式泵站效率無明顯變化，相對誤差控制在±1%以內(nèi)，顯然，此時的網(wǎng)格數(shù)量可滿足計算要求，因此本文總網(wǎng)格數(shù)量采用420萬進行計算。

1.4 計算參數(shù)及邊界條件設(shè)置

井筒式泵站主要用于污水工程中，泥沙雜質(zhì)多，本文采用自定義泥沙和水體混合液體模擬工程中的污水，泥沙采用粗砂，密度ρs為1 650 kg/m3，液相為常溫下的清水，密度ρw為997 kg/m3，混合后的密度為

ρ=1-VsV·ρs+VwV·ρw（3）

式中：Vs、Vw和V分別為固體體積、液體體積和混合體積，m3。

邊界條件對流場特性及漩渦流動的數(shù)值計算精度、數(shù)值計算效率和數(shù)值計算穩(wěn)定性都具有明顯的影響[13-14]。選擇適宜的邊界條件處理方法，對精確模擬各類復(fù)雜流態(tài)和漩渦的特性意義重大。

將進水管進口設(shè)為計算模型液相進口，液相進口采用總壓（Total pressure）進口條件，壓力為1個大氣壓（Total pressure=1atm）。將出水管出口設(shè)置為計算模型出口，出口采用質(zhì)量流量（mass flow rate）出口條件，根據(jù)設(shè)計方案選擇計算流量。在三維建模時，計算模型分為多個部分，不同部件之間需要設(shè)置交界面。除喇叭管出口和葉輪進口、葉輪出口和導(dǎo)葉進口之間的動靜交界面設(shè)置為Stage，將其余靜止部件之間的交界面連接類型設(shè)置為None。計算模型壁面條件采用光滑無滑移壁面條件，包括筒體壁面、喇叭管壁面、葉輪葉片壁面、葉輪室壁面、導(dǎo)葉葉片壁面、導(dǎo)葉室壁面、出水管壁面。葉輪頭導(dǎo)水錐壁面采用旋轉(zhuǎn)壁面（Rotating Wall），壁面轉(zhuǎn)速等于葉輪轉(zhuǎn)速。對計算模型進行初始化設(shè)置，為保證計算流體為固液混合體，將水體初始體積分數(shù)取為0.8，將固體初始體積分數(shù)取為0.2。

2 計算結(jié)果分析

2.1 不同方案的能量性能及流場穩(wěn)定性分析

對不同方案進行全流量工況計算，得到了泵裝置全流量工況性能曲線，如圖4所示。由圖4可知：方案1、方案2、方案3和方案4的泵裝置運行的最高效率點分別為76.4%、79.3%、、78.5%和78.8%，并且方案2的泵裝置運行的高效區(qū)范圍最大。這說明喇叭管的懸空高度為0.7D時，泵裝置的運行效率最高。當(dāng)喇叭管懸空高度為0.3D時，因喇叭管懸空高度過小而使得泵裝置運行效率減小;當(dāng)喇叭管懸空高度為1.1D和1.5D時，喇叭管懸空高度因過大而同樣會使得泵裝置運行效率減小。

為進一步分析井筒式泵站進口的流動穩(wěn)定性，截取進水管中心高度的X-Y斷面進行流場分析，主要是分析不同方案下X方向的速度Vx的分布及其流線情況，如圖5所示。

方案1～4中，井筒式泵站喇叭管懸空高度依次增大。從圖5可以看出：當(dāng)懸空高度為0.3D時，水流從進水管進入到井筒泵站，筒體內(nèi)出現(xiàn)了偏流，沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向偏向筒體左側(cè)，水流高速沖擊到筒體左側(cè)壁，使得筒體右側(cè)流場存在大尺度回流漩渦，從而造成了進水流場結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，這是由于喇叭管懸空高過低，水泵吸力過大。當(dāng)喇叭管懸空高度為0.7D時，水流從進水管能夠分左右兩股水流平穩(wěn)地進入泵站筒體內(nèi)，水流高速進入筒體內(nèi)，并且高速水流的范圍幾乎充滿整個斷面，這是由于喇叭管懸空高度較低，水泵喇叭管進口的吸引力非常大，受葉輪旋轉(zhuǎn)作用，筒體左側(cè)的高速流場大于右側(cè)流場使得筒體右側(cè)存在很小的小尺度漩渦。當(dāng)喇叭管懸空高度繼續(xù)增大為1.1D時，由于喇叭管懸空高度增加，水泵喇叭管口吸力減小，從進水管口進入筒體內(nèi)的速度大幅減小，當(dāng)喇叭管懸空高度達到1.5D時，由于喇叭管口與筒體底部之間縱截面過流面積增大，水泵吸力減小使得從進水管口進入筒體內(nèi)的流速進一步減小，在筒體左右兩側(cè)均存在漩渦，左側(cè)漩渦尺度相對于方案3減小，但是右側(cè)漩渦尺度相對于方案3增大非常明顯。說明喇叭管懸空高度過大不利于進水流場的穩(wěn)定分布，易誘發(fā)回流和產(chǎn)生漩渦，喇叭管懸空高度對井筒式泵站進水流場結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有很大影響。

2.2 不同方案下的漩渦特性分析

由于流場分布的不均勻使得在立式泵站喇叭管下方會有附底漩渦存在的可能性，因此，對不同方案的流場采用Q準則三維漩渦進行了可視化處理，從而得到了不同喇叭管懸空高度方案下井筒式泵站內(nèi)可能存在的漩渦，如圖6所示。當(dāng)喇叭管懸空高度為0.3D時，在喇叭管口下方存在著很強的附底漩渦。根據(jù)相關(guān)立式軸流泵喇叭管下方漩渦的有關(guān)文獻可以知道，喇叭管懸空高度越小，漩渦持續(xù)時間越長。當(dāng)喇叭管懸空高度為0.7D時，在喇叭管下方存在尺度很小的附底漩渦，當(dāng)喇叭管懸度空高度增加到1.1D和1.5D時，在喇叭管下方均未發(fā)生附底漩渦。這說明喇叭管的懸空高度增加后，可以有效避免喇叭管下方附底漩渦的發(fā)生。

通過對井筒式泵站內(nèi)漩渦進行可視化處理，得到了不同喇叭管懸空高度下井筒式泵站喇叭管下方存在漩渦發(fā)生的可能性。為了能夠定量分析喇叭管下方漩渦強度的特性，采用渦量進行評判。渦量是描寫旋渦運動的重要物理量之一[15-16]，定義為流體速度矢量的旋度，漩渦通常用渦量來量度其強度和方向，渦量對水頭損失影響較大。對喇叭管進口的流場分布和渦量分布狀況進行了分析，圖7所示為不同方案下的喇叭管進口流線分布和渦量分布的狀況。

從喇叭管進口的渦量分布和流線分布可以看出：在方案1和方案2中，由于喇叭管懸空高度過低，其周圍水流從喇叭管四周匯聚流入到喇叭管內(nèi)，過低的喇叭管懸空高度增加了喇叭管下方流場的混摻，葉輪的旋轉(zhuǎn)作用加強了喇叭管下方流場的剪切運動，誘發(fā)附底漩渦產(chǎn)生，喇叭管下方的紊流強度大。方案3和方案4中的喇叭管進口渦量分布和流線分布在當(dāng)喇叭管懸空高度增大后，喇叭管口與筒體底部之間縱截面面積增大，因此橫向匯集速度減小，周圍水流在喇叭管口匯聚，但是沒有明顯的混摻，水流紊流強度不大。工程中觀察到，喇叭管下方水流紊流強度越大泥沙越容易被攪拌排除，橫向流速越小，水流越穩(wěn)定，泥沙越容易沉積。

2.3 泥沙沉積含量分析

對不同方案下的井筒式泵站內(nèi)的泥沙分布情況進行了分析，采用流體體積分數(shù)法顯示泵站內(nèi)的泥沙分布，固體體積分數(shù)的分布代表了井筒式泵站底部的泥沙淤積情況，如圖8所示。在方案1中，井筒底部未見泥沙沉積。在方案2中，在喇叭管附近存在著固體體積分數(shù)為0.7的固液混合體，說明在方案2下尚未形成泥沙沉積的問題。在方案3中，當(dāng)喇叭管懸空高度增加到1.1D時，在井筒底部存在著固體體積分數(shù)為1.0的泥沙分布，說明在井筒底部形成了泥沙沉積;當(dāng)喇叭管懸空高度增加到1.5D時，井筒底部的泥沙沉積明顯增加。方案1～4中的泥沙分布特性說明：喇叭管懸空高度越大，泥沙越容易沉積。

由圖7和圖8可知：喇叭管懸空高度減小后，行進速度會增大，有利于泥沙的混摻，泥沙被充分攪動，隨主流被水泵抽吸排除;當(dāng)喇叭管懸空高度過大時，喇叭管與筒體底部之間的行進空間過大，使得水流的行進流速過小，泥沙難以被充分攪動與主流混摻，流速過小時，加上水泵的抽吸作用減小使得泥沙產(chǎn)生沉積;同時水中的雜草進入泥沙中，導(dǎo)致淤積情況更加嚴重。

對喇叭管下方附底漩渦發(fā)生的情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)：雖然減小喇叭管懸空高度可以減小泥沙沉積，但是喇叭管的懸空高度過低會導(dǎo)致喇叭管下方產(chǎn)生附底漩渦。通過眾多工程案例和相關(guān)資料可知：附底漩渦對機組的安全運行會有很大的危害，將導(dǎo)致機組產(chǎn)生嚴重的振動和葉輪內(nèi)汽蝕，所以在井筒式泵站內(nèi)要做到既能夠有效減少泥沙沉積，又能夠保證泵裝置喇叭管下方不會產(chǎn)生附底漩渦。因此，需要選擇合適的喇叭管懸空高。

2.4 流動內(nèi)特性分析

通過對井筒式泵站內(nèi)流動外特性分析可知：井筒式泵站內(nèi)存在漩渦和泥沙沉積的現(xiàn)象，而不同喇叭管懸空高度影響井筒式泵站內(nèi)漩渦和泥沙情況。這些漩渦和泥沙必然對泵裝置的性能產(chǎn)生影響。因此，有必要對不同方案下的井筒泵站內(nèi)的內(nèi)流場特性進行分析。

為了進一步分析喇叭管懸空高度對井筒式泵站葉輪進口速度分布均勻性的影響，對葉輪進口斷面速度場進行了均勻性分析。分析過程中，流速均勻度采用單元面積為權(quán)重進行加權(quán)計算，以斷面流量為基礎(chǔ)的面積加權(quán)流速均勻度更合理[17]，所以本文采用面積加權(quán)流速分布均勻度來評判葉輪進口流速分布情況。面積加權(quán)流速均勻度Vuna計算公式如下：

Vuna=1-1vani=1νai-va2ΔAiA（4）

式中：ΔAi為葉輪進口斷面第i單元的面積，m2;

va為葉輪進口斷面的平均軸向速度，m/s;

vai為葉輪進口斷面第i單元的軸向速度m/s;

Q為進口流量，m3/s;

A為葉輪進口面積，m2;

va=Q/A。

圖9為采用公式（4）獲得的設(shè)計工況下不同方案的葉輪進口斷面流速均勻度分布狀況。由圖9可以看出：設(shè)計工況下，方案1～4的葉輪進口流速均勻度分別為88.2%、92.3%、90.50%和89.60%，可以看到在不同喇叭管懸空高度下，葉輪進口流速的均勻度分布差異很大。

（1） 方案1中，喇叭管懸空高度最低，葉輪進口前水流混摻強烈，紊流強度大和漩渦的存在使得葉輪進口流場分布差，因此，葉輪進口的流速均勻度最差。

（2） 方案2中，葉輪進口流速均勻度分布最優(yōu)，方案中喇叭管懸空高度合適，水流能夠平順地從喇叭管四周匯入喇叭管內(nèi)，因此，葉輪進口處流速均勻度高。

（3） 方案3中，流速均勻度介于方案1和方案2之間，這是由于方案3中的井筒底部存在著泥沙沉積的問題，影響到了進入喇叭管內(nèi)的流態(tài)。

（4） 在方案4中，葉輪進口流速均勻度低于方案3，這是由于方案四中的喇叭管懸空高度增加了，泥沙沉積更加嚴重，對葉輪進口的流態(tài)影響更強。

通過對不同方案下的葉輪進口流速的均勻度進行分析，可以得到喇叭管懸空高度對葉輪進口流速均勻度影響很大。

根據(jù)對不同方案下泵裝置外特性的分析，可以得到井筒式泵站內(nèi)喇叭管懸空高度對機組性能的影響。軸流泵裝置揚程低的特點導(dǎo)致井筒內(nèi)的水頭損失和出水管的損失占裝置揚程很大的比重，對水泵裝置運行效率產(chǎn)生明顯影響。以泵裝置水力損失作為評判指標，更進一步地探究不同喇叭管懸空高對泵裝置的影響。水力損失計算公式如下[18]：

Δh=Pin-Poutρg（5）

式中：Δh為水力損失，m;Pin為進口處總壓，kPa;Pout為出口總壓，kPa;ρ為水的密度，kg/m3;g為重力加速度，m/s2。

根據(jù)公式（5）獲得了不同方案設(shè)計工況下的總水力損失，如圖10所示。由圖10可以看出：方案1～4的總水力損失分別為0.31，0.16，0.23 m和0.26 m;方案1中泵裝置的總水力損失最大，方案2的總水力損失最小。

通過對不同方案的能量性能、流場特性、漩渦特性以及泥沙含量進行分析，最終確定方案2為最優(yōu)方案;漩渦和泥沙淤積都會對泵裝置的安全運行產(chǎn)生危害，由于泥沙淤積是持續(xù)存在，并且泥沙淤積后喇叭管口與筒體底部之間的距離減小，過流面積減小同樣造成漩渦的產(chǎn)生;而在方案2中泥沙難以淤積，同時漩渦具有不穩(wěn)定性，不是持續(xù)發(fā)生，并且泥沙沉積的危害大于漩渦的危害，因此，最優(yōu)方案為方案2。分析結(jié)果表明，只有合適的喇叭管懸空高度才能夠保證井筒式泵站的安全穩(wěn)定運行。

3 結(jié) 論

針對井筒式泵站內(nèi)泥沙沉積導(dǎo)致的自清潔問題，采用軟件CFX對井筒式泵站內(nèi)的流動特性進行了數(shù)值模擬;通過自定義流體介質(zhì)為固液兩相流，分析了井筒式泵站內(nèi)的流量工況、喇叭管懸空高度對泥沙沉積的影響及其對泵裝置性能的影響。得出如下結(jié)論。

（1） 方案1～4的泵裝置運行的最高效率分別為76.4%、79.3%、、78.5%和78.8%，并且方案2的泵裝置運行的高效區(qū)范圍最大。方案1～4的總水力損失分別為0.31，0.16，0.23 m和0.26 m。葉輪進口流速均勻度分別為88.2%、92.3%、84.6%和88.6%。

（2） 在方案1和方案2中，由于喇叭管懸空高度過低，周圍水流從喇叭管四周匯聚進入喇叭管內(nèi)，過低的喇叭管懸空高度增加了喇叭管下方流場的混摻，葉輪的旋轉(zhuǎn)作用加強了喇叭管下方流場的剪切運動，從而誘發(fā)了附底漩渦產(chǎn)生并使得喇叭管下方的紊流強度大。在方案3和方案4中未見漩渦現(xiàn)象的發(fā)生，表明喇叭管懸空高度增大后可以避免漩渦的發(fā)生。

（3） 在方案1和方案2中，井筒底部未見明顯泥沙沉積;在方案3和方案4中井筒底部存在泥沙沉積，而且喇叭管懸空高度越大，泥沙越容易沉積。喇叭管越小，喇叭管口下方流場的混摻強度越大，有利于泥沙被及時排除。

（4） 漩渦和泥沙淤積都會對泵裝置的安全運行產(chǎn)生危害。由于泥沙淤積是持續(xù)存在，漩渦具有不穩(wěn)定性不是持續(xù)發(fā)生，并且泥沙沉積的危害大于漩渦的危害，因此最優(yōu)方案為方案2，這也表明，只有合適的喇叭管懸空高度，才能夠保證井筒式泵站的安全穩(wěn)定運行。

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（編輯：趙秋云）

Study on influence of suspended height of trumpet tube on operation

performance of shaft pumping station

GU Shuang1，YIN Xianzhu2，LIU Gang1，XU Sheng2

（1.Jiangsu Luoyun Water Conservancy Project Management Office，Suqian 223800，China; 2.Suqian Water Survey，Design and Research Institute Co.，Ltd，Suqian 223800，China）

Abstract：

In order to explore the influence of the suspended height of the trumpet tube on the operation performance and sediment deposition of the shaft pumping station，this paper uses CFX to simulate flow characteristics in the shaft pumping station.The solid-liquid two-phase flow is adopted for the calculation fluid in the shaft pumping station.Four schemes of 0.3D，0.7D，1.1D and 1.5D of different suspended height of the trumpet tube are designed.The calculation results show that the maximum efficiency of scheme 1 to scheme 4 is 76.4%，79.3%，78.5% and 78.8% respectively，and scheme 2 has the highest operation efficiency of and the widest efficiency range.There are large-scale vortices in scheme 1，and sediment deposition in schemes 3 and 4.The optimal scheme is scheme 2，and it is characterized as no sediment deposition，small vortex scale，stable flow field structure and minimum total hydraulic loss.By analyzing influence of the suspended height of trumpet tube on the operation performance and sediment deposition of the shaft pumping station，it is found that only the appropriate suspended height of the trumpet tube can ensure the safe and stable operation of the shaft pumping station.The research results can provide some reference for the design of the shaft pumping station in the project.

Key words：

suspended height of the trumpet tube;shaft pumping station;CFD;sediment deposition;flow field characteristics;vortex scale