阻塞式旋流泄洪洞的泄量特性分析

本文采用模型试验和理论分析相结合的方法,对阻塞式旋流泄洪洞的泄流规律和影响因素进行了分析。结果表明:泄流规律与旋流洞流态密切相关,进口和竖井非淹没时为堰流泄流,淹没时为有压孔流泄流;进口淹没时泄流量受起旋器喉口和阻塞孔口共同影响,且两个断面处均为有压孔流泄流规律;起旋器喉口流量系数与喉口前水头损失和喉口断面压强有关,且后者为主要影响因素;阻塞孔口流量系数与阻塞前水头损失、以及阻塞导致的相对空腔半径、旋流角和相对壁面压强的旋流特性变化有关;起旋器喉口流量系数在阻塞面积收缩比m=0.56时约为0.4,m≤0.18时介于0.55~0.65;阻塞孔口流量系数在m=0.56时接近0.5,m≤0.18时介于0.25~0.32;给出了起旋器喉口断面面积设计计算表达式。     

高速水射流粉碎中加速管对射流特性的影响及粉碎机理研究

介绍了后混式射流粉碎技术中射流粉碎工作原理和流动特性。通过理论分析、数值计算和粉碎实验相结合的方法,基于加速管内的气、液、固多相混合介质耦合流动特性,研究了加速管管径对射流的流动特性和粉碎效率的影响,并利用加速分区理论对各加速区域特征参数进行了定量。研究表明:加速管管径对射流流动特性和粉碎效率影响显著;加速管管径越小对射流能量的约束集中效果越好;使颗粒尽量靠近或进入射流高效加速区,可获得更高粉碎效率;管径越大粉碎效率越低。     

洞内淹没射流及水平旋流梯级内消能的适用性研究

为了适应高水头泄洪消能的需要,提出了一种新型的泄洪内消能工,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。以流量1 200 m3/s、最大总作用水头150m为标准进行了该消能工的体型设计,然后对设计的消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:下游出现与明渠相似的多种水跃流态,淹没射流孔口系数0.5~0.56,起旋器喉口流量系数0.32~0.35之间;旋流空腔直径先增大后迅速减小最后平稳,在旋流阻塞孔口处空腔直径又迅速增大最后稳定;下游水位H下小于2.0 D时,下游旋流洞段压强相对变化幅度较小,H下大于2.0D时,上下游水位对旋流洞压强影响较大;上游水位的变化不影响淹没射流速度相对变化,下游水位的变化,对水平旋流洞段影响较大;上游淹没射流消能、竖井消能、旋流洞消能与下游旋流阻塞扩散消能的消能率分别占总消能率的15%、10%、30%、10%,其中下游水平旋流洞段承担主要消能部分。     

水平旋流内消能泄洪洞的壁面压强及脉动特性

通过模型试验,研究了水平旋流内消能泄洪洞壁面压强及脉动特性.研究结果表明,在各流态下,随着上、下游水位的升高壁面压强随之增加,沿程逐渐减小;在Z/D=0.5～4.5范围内,压强变化剧烈,过渡段的性质非常明显,流态不同时规律不同;脉动压强主频在0.03～1.6 Hz,属于低频范围,优势频率主要集中在0～20 Hz之间;壁面脉动压强振幅概率分布基本上呈现高斯正态分布;但在水平段首 (Z/D=0～4.5)和尾(Z/D=29～水平段出口) Cs、Ce均要略大于理论值.     

水工泄水建筑物水力学原型观测方法和技术

目前水工泄水建筑物水力学原型观测的技术推广难，投资大，原型观测资料共享程度不够，在原型观测成果的分析方法和相关技术推广方面还存有相当大的发展空间。收集并整理了大量具有代表性的水力学原型观测资料，较为详细的阐述了最近国内各大水利工程所进行的水力学原型观测中采用的新方法和新技术，并列举水力学原型观测所取得的可喜成果列举。     

溢流坝反弧段的动量积分方程组及其数值解

本文根据水流连续性原理与动量原理,推导出考虑了水深的变化,边界层的发展.重力及离心力作用的溢流坝反弧段连续性方程和动量积分方程,并用四阶龙格库塔法对其求解.经验证,边界层厚度与水深的数值解与实测值基本一致,说明本文推导的积分方程组可供实际应用.     

虎家崖水电站泄洪消能布置优化研究

甘肃舟曲县白龙江虎家崖水电站枢纽采用闸坝联合泄洪、底流消能的布置方案。通过水工模型试验,论证方案的可行性并针对上游导墙造成的流态问题及下游消能冲刷所存在的问题进行了优化。     

水平旋流泄洪洞原型和模型的脉动压力特性对比与分析

依据公伯峡水平旋流泄洪洞原型观测和反演模型试验的成果,对这种新型水平旋流内消能泄洪洞在闸门启闭过程中的脉动压力特性进行了对比与分析。研究表明环形掺气坎上游竖井段、起旋室内及水平旋流洞内压力随时间变化趋势原型和模型的基本一致,符合重力相似准则;受缩尺效应的影响,原型和模型环形掺气坎的空腔长度不同,压力差异较大;起旋室内的压力变化可分为四个阶段;原、模型相应测点的水流的优势频率均属低频,远小于建筑物的固有频率。     

泄水建筑物内消能工的研究与应用

在国家自然科学基金-雅砻联合基金的资助下,对内消能工的研究与应用进行了综述,并结合公伯峡水电站右岸导流洞改建为水平旋流泄洪洞的实践和论证阶段的雅砻江两河口水电站导流洞的改建,提出旋流阻塞复合式内消能工的概念.     

水平旋流泄洪洞通风量相似性研究

结合公伯峡水平旋流泄洪洞1∶40和1∶60模型及原型试验成果,分析了通气系统的通风机理,依据相似理论研究了通风量的相似性问题.研究表明,水流挟气使空腔内形成负压,通风由通气孔进出口的压差产生;空腔内真空度是原、模型通风量相似的主要影响因素;受通气孔摩阻特性和空腔内气体状态的影响,真空度比尺与几何比尺并不相等,导致通风量比尺与重力相似比尺不符;但对于1:40模型,旋流洞环流速度最大值为6.2m/s,真空度比尺与几何比尺较为接近,起旋室通风井通风量可近似按重力相似引申.