侧堰长度变化对直角折线堰过流能力影响研究

通过水工模型试验研究,得到了不同侧堰长度下的直角折线堰过流能力:一定水头条件下,直角折线堰过流能力大于ＷＥＳ实用堰,但侧堰长度从75．0ｍｍ增加到112．5ｍｍ、150．0ｍｍ和187．5ｍｍ时,其过流能力的增幅呈下降趋势（堰顶水头100ｍｍ时,其增幅依次下降为5．98％、2．85％和1．36％）。在试验研究成果基础上,基于堰流基本公式,对其流量系数进行回归分析,并将拟合公式进行工程应用,成果表明:流量系数拟合公式经过几何比尺放大后可用于指导实际工程设计。     

基于溢流前缘长度变化的迷宫堰过流能力拟合分析

即便是山区峡谷水库,迷宫堰在低水头情况下的超泄能力也比较大,但随堰顶水头增加,其过流能力降低明显。依托既有试验研究成果,结合过堰水流随流量增大,其流态从薄壁堰流逐渐过渡到真空实用堰流的现象,对比分析W型迷宫堰流量系数的变化;进而运用Origin软件对试验数据进行数学方法回归分析,给出迷宫堰溢流前缘长度随堰顶水头增加而减小的拟合公式。在此基础上,得到基于溢流前缘长度变化的W型和V型迷宫堰过流能力拟合公式。其成果能够很好说明迷宫堰溢流前缘长度以及过流能力随水头增加而变化的现象。     

基于溢流前缘长度变化的驼峰堰过流能力拟合

针对具体工程中驼峰堰泄流能力较大的实际情况,应以相关研究成果为依托,并结合过堰水流随流量增大时其流态会从薄壁堰过渡至实用堰流的客观实际,进行驼峰堰流量系数变化分析.在此基础上,得出基于溢流前缘长度变化的驼峰堰过流能力拟合公式,且其成果与驼峰堰溢流前缘长度及过流能力随水头增大而变化的情况基本吻合.分析结果表明,驼峰堰过堰...     

直角折线堰在生态河道中的应用研究

通过模型试验，研究直角折线堰不同前堰、侧堰长度的变化情况下的过流能力和过堰水流形态。直角折线堰作为亲水设施，当前堰、侧堰长度以及展长变化不大时，其过流能力相差仅为１０％左右，对河道的行洪安全没有根本性的影响；不同的前堰、侧堰长度变化情况下，过堰水流在堰顶、堰后的水舌形态以及下游水流跌落后所形成的水冠均有着较为明显的差异，将其进行不同的组合布置，客观上使得过堰水流相互交错、水股相击，能够营造出和谐美丽的生态氛围。     

迷宫堰水力设计方法的修正

在宽度为 W 的泄洪道上,设置平面上堰顶轴线呈折线,形状如锯齿形的迷宫堰,由于该堰的展开长度 L 与 W 之比 L/W 可以达到1.5～8,成倍地增加了溢流堰的前缘,因而当溢流水头不变的情况下,可大幅度地增加泄洪流量,或者泄洪流量相同时,可减小溢流水头,抬高堰顶高程,增加兴利库容。因此无论是新建的或改建和扩建的溢洪道工程,     

改进型深筒式消力井过流能力的水力计算

为研究改进型深筒式消力井的过流能力,通过理论分析得到了影响改进型深筒式消力井流量系数的主要因素:多喷孔出水口的孔数、相对孔径比、距径比以及溢流堰相对高度。运用模型试验的方法探讨了各因素与流量之间的定量关系,通过测量试验相关数据,建立了改进型深筒式消力井流量系数和流量的计算公式,将不同相对开孔面积和不同相对溢流堰高度的流量系数实测值与计算值进行对比,结果表明二者吻合情况较好。因此,建立的改进型深筒式消力井的流量系数计算公式可以用来计算消力井工程的过流能力,能为改进型深筒式消力井开孔面积及溢流堰高度的设计提供依据。     

Z形薄壁堰过流能力试验

鉴于Z形堰的水流特性及过流能力尚未见到相关报道,为研究Z形堰的过流能力,采用概化水工模型,进行了6个堰型方案、12组流量的水工模型试验。结果表明,Z形堰的过流能力大于直线堰,且Z形堰的展宽比越大,流量扩大倍数越大;Z形堰的流量计算可采用通用的堰流公式,其综合流量系数与堰上水深、堰高、展长、前堰宽、后堰宽等因素有关,展宽比、前后堰宽比越大,流量系数越大;堰上水深与堰高之比越大,流量系数越小。利用试验数据给出了考虑堰上水深与堰高之比、展宽比、前后堰宽比等因素的Z形堰流量系数估算公式。     

迷宫堰水力特性的试验研究

迷宫堰轴线在平面上呈折线形,其溢流前沿长度比一般直线堰增长几倍乃至十几倍,故它具有溢流能力大的特点。本文在现有迷宫堰研究成果的基础上,全面地试验、分析了迷宫堰的水力特性,并对诸多影响因素作了简化和取舍,从而给出了简明实用的迷宫堰流量系数计算法;同时,根据工程设计的需要,提出迷宫堰淹没标堆和淹没系数计算法,并结合工程实践,提出迷宫堰水力设计的准则。     

基于CCHE的重力沉砂池结构布置参数比选研究

为了提高重力沉砂池水沙分离效率,对重力沉砂池相关结构参数进行优化使各项结构参数取得较优值,并研究了侧向溢流堰长度与位置对重力沉砂池最终水沙分离效率的影响,且取得较优的侧堰长度与位置。基于CCHE软件采用混合掺长紊流模型建立CCHE2D重力沉砂池数学模型,得到重力沉砂池内水流流速、泥沙沿程分布及最终水沙分离效率,在已有研究成果基础上分析得到较优的重力沉砂池侧向溢流堰长度及位置。研究结果表明:改变侧向溢流堰长度及位置可将传统重力沉砂池水沙分离效率显著提高。当溢流堰长度取4 m并向上游移动1 m时可将水沙分离效率提高至71.20%。当侧向溢流堰向上游移动一段距离可以阻挡由沉砂池末端产生回流、漩涡等流态而卷起的泥沙,避免其流向清水池,从而提高重力沉砂池水沙分离效率。移动距离不可过前,否则距离过于靠前由于沉砂池边壁的阻挡容易使沉砂池末端形成一段"死水区",使沉砂池有效沉降距离减少,从而降低重力沉砂池水沙分离效率。     

琴键堰增设护墙对泄流能力影响的模型试验研究

为探究在堰顶增设护墙以及护墙高度对琴键堰泄流能力的影响,通过模型试验对比分析了8种不同高度护墙琴键堰的泄流能力,并通过数值模拟对5种不同高度护墙琴键堰各溢流前缘的泄流量、水面形态以及流速分布等特征进行了分析。结果表明:相较于基础体型,增设护墙提高了进口和出口宫室的泄流效率和泄流量占比,提高了侧堰泄流量,减少了侧堰溢流碰撞,提高了水流下泄流速,从而提升了琴键堰的泄流能力;增设护墙高度为堰高的13%时,泄流能力提升最大,当相对水头 H/P<0.20、0.20相似文献   

迷宫堰的实用水力设计方法

迷宮堰的平面形状呈折线,和常规直线堰相比,其泄流能力可提高数倍之多,是一种值得推广的溢流堰型。本文简要地介绍了迷宫堰的适用范围及在浙江省的应用情况。从应用实例中可以看出,对迷宮堰复杂的过流特性不甚了解及水力设计方法上的不完善,是影响迷宫堰推广应用的重要因素之一。为了使迷宮堰这一新型的溢流堰型能充分发挥它的作用,本文在综合国内外及浙江省水利水电科学研究所试验研究成果的基础上,归纳出一套简单、实用的水力设计方法,供设计者参用。另外,因迷宫堰的过流特性和宫数无关,笔者把两侧对称的双侧堰归结为宫数n=1的迷宫堰,从而也解决了某些条件下的双侧堰的水力设计问题。     

配水井单侧过流下连续侧堰的过流特性

采用基于VOF方法捕捉自由面的三维紊流数值模拟方法,研究不同来流流量下配水井单侧连续侧堰的过流特性。结果表明:设置连续侧堰的配水井在单侧过流时,分流特性在小流量和大流量条件下存在明显差异;小流量下,相邻侧堰的相互影响较大,配水井主渠中心线的水位沿程变化较小,各侧堰单宽流量的分布相对无序;大流量下,相邻侧堰的相互影响较小,配水井中心线的水位沿程为壅水曲线。根据流量系数特征将侧堰分为两类,分别建立了对应的流量系数与相对水头的关系式,可用于预测各堰的流量和整体的分流效果,为设计院对于污水处理厂配水井的工程设计和安全高效运行提供依据。     

水闸除险加固中堰型的选择

本文结合工程实例及分析计算,综合比较了梯形堰、WES曲线堰、宽顶堰三种堰型的优劣。过流能力比较得出:梯形堰与WES曲线堰侧收缩系数相同,比宽顶堰略大;WES曲线堰流量系数最大,梯形堰与宽顶堰相近。投资比较:WES曲线堰比梯形堰更经济。因此,WES曲线堰为最优堰型。     

溢流堰过堰流动的数值计算

工程上溢流堰的过流能力以及堰面压强分布多采用水工模型试验方法确定。利用三维的流动数学模型,κ-ε模型封闭紊流,流体体积分数法(VOF)追踪自由表面,对一座WES实用堰和一座宽顶堰的过堰水流进行了数值模拟。模拟计算结果与物理模型试验结果对比表明,WES实用堰的流量系数计算值为0．4953,其实验值为0．4842,二者仅相差2％左右,计算的堰面压力与实验值吻合较好;计算的宽顶堰流量系数也与实验值非常一致。数值模拟方法是可行的。     

一种特定堰型的淹没出流流量计算经验公式研究

对特定堰型的淹没出流,因流量系数、侧收缩系数及淹没系数的不确定性,难以利用经验系数推算溢流堰的过流量。该文提出一种特定堰型下淹没出流流量推演的精确方法：基于物理模型试验数据,对堰上水头与堰下游相对水位进行相关分析,得到特定流量下其相关关系式;后以此关系式中的参数与流量进行二次相关分析,最终得到流量-堰上水头-堰下游相对水位的关系式。经试验验证表明,所得关系式精度较高,其分析方法可应用于类似的多因次相关分析中。     

拱坝溢流顶曲线型式的选择(对 WES 及克-奥溢流堰的试验比较)

一、概述:对曲线型实用堰前人已做过不少试验研究工作。总的来说,如溢流曲面能较好地符合流线型,其过水能力最佳。在设计水头下溢流时堰顶表面不出现负压,称为非真空堰,反之为真空堰。国内外拱坝溢流顶多采用非真空堰,以下提到的都为非真空堰。现有国内外各种非真空剖面形式都是对薄壁堰溢流水舌下缘曲线进行修改而成的。在设计水头 H_d 时流量系数为 M_d,当堰上水头 H 大于 H_d 时堰面出现负压,流量系数 M 大于 M_d,当 H 小于 H_d 时堰面部分区域压力大于大气压,流量系数 M 小于 M_d。国内外使用较多的是克里格尔-奥菲采洛夫剖面(以下简称克-奥)和美国 WES 标准剖面。     

迷宫堰的应用

迷宫堰的特性迷宫堰亦称锯齿堰,其特点是堰顶轴线在平面上的形状呈折线,而且同一形状反复出现。平面形状一般有矩形、三角形或梯形,因其泄洪的有效堰顶长度要比传统的直线堰长得多,从而增加了溢洪道的过流能力,和常用的直线堰相比,其过流放大系数可表示为Q_L/Q_N     

堰前断面及其宽度对宽顶堰流侧向收缩的影响分析

堰流是水利工程中常见的水流现象，各工程工作状况不同，参数选取不同。堰前断面位置及其宽度对侧收缩系数计算影响较大。平原上拦河闸堰前断面基本选择在上游水流流态较平稳处，断面宽度即为此处河道过流宽度；河道治理及施工导流设计中，应以水流流线按一定角度向上游扩散计算的堰口宽度作为断面宽度，计算堰前断面行进流速及侧收缩系数，考虑一定的安全裕度，合理确定工程规模。     

平底闸及闸室驼峰堰的水力特性

从理论上论证平底闸的水力特性及闸室中驼峰堰、驼峰堰的相对位置对流量系数的影响,分析各种计算泄流能力(只考虑自由出流情形)的常用方法,并对这些计算方法进行比较。结果表明:布置合理的闸型,可提高闸的泄流能力;平底闸闸室内加设驼峰堰,对提高流量系数的作用很大,但驼峰堰在闸室中所处的位置对提高流量系数的作用是不同的;驼峰堰加在闸室中部靠前的部位是最佳的布置形式。     

U形溢洪道的水力设计

Ｕ形溢洪道侧槽的三个边都布置溢流堰，是侧槽式溢洪道的一种特殊形式，与一般侧槽式溢洪道相比，在同样的侧槽平面尺寸条件下，溢流堰长度可以增加一倍以上，因而使溢流堰单宽流量减小，侧槽中的水流条件亦有所改善。本文结合一个工程实例，阐述Ｕ形溢洪道水力设计方法，并用该工程的水工模型试验资料进行了验证。