多级孔板消能在大梁水库放水洞中的研究应用

大梁水库放水洞初步设计采用９级孔板消能，经水工模型试验证实，１５５ｍ水头可消减１３０ｍ，消减水头占总水头的８４％以上，消能效果显著，文中主要内容是孔板消能机理、布置原则、影响因素及设计试验成果，孔板消能设计中的关键问题是：（１）孔板孔口水头损失系数的选择，影响水头损失系数的因素有雷诺数Ｒｅ，孔径比ｄ／Ｄ，孔板间距及孔板形状等；（２）要求水流空化数大于初生空化数，以避免孔板产生空蚀、空化现象。     

有压泄洪洞内多级孔板消能的试验研究

多级孔板是用于有压泄洪洞的一种新型消能措施。为了论证其消能效果和水流特性,特进行了单条洞体的水工模型试验。本文对多级孔板的消能效果、水流特性和空化、空蚀问题等试验成果进行分析研究后提出:(1)在有压泄洪洞内采用多级孔板消能,效果显著。若设五级孔板,其水头损失总和约占总水头损失的93%。(2)一般情况下,孔板消能系数K值随孔径比d/D的减小而增大,随距径比L/D的增大而增大,在充分紊流区,K值和需诺数无关。(3)孔板段最高流速在洞中心附近约为断面平均流速的3倍。(4)孔板段脉动压力幅值随库水位升高而增加。(5)孔板的空化和空蚀问题是多级孔板消能方案的关键问题之一。减小泄洪洞出口断面、抬高下游尾水位或加大孔板的孔径比,均可有效地调整洞内压强,提高水流空化数,避免最末一级孔板发生空化。但由此会相应地减小泄洪洞泄流能力或降低孔板的消能效果,所以在利用多级孔板进行消能设计时,需要权衡利弊,进行适当处理。     

小浪底泄洪洞孔板消能试验研究

本文通过1:70模型试验,介绍了小浪底泄洪洞采用5级孔板消能效果良好,选取的孔板问距、孔口尺寸是合适的。5级孔板消减水头占全洞总水头损失的86％左右,平均水头损失系数(?)=1.11。文章还初步探讨了影响水头损失系数的因素,并对孔板消能有待研究的问题提出了看法。     

小浪底孔板消能泄洪洞过流原型观测试验

小浪底水利枢纽的三条孔板消能泄洪洞,是目前世界上采用孔板消能技术的最大的泄洪洞.孔板泄洪洞的实际泄洪效果和安全性,一直是专家关注的焦点.1号孔板消能泄洪洞过流原型观测试验,就长期以来国内外专家十分关注的孔板洞消能效果、水流空化、脉动水流诱发衬砌结构及围岩的振动、中闸室出口水流的掺气及空腔负压、闸门开启过程的流激振动以及孔板环、衬砌结构应力等进行了现场测试.从压力系数和消能系数分布看,原型观测结果与模型试验结果吻合较好,验证了模型试验成果的相似性.     

碧口排沙洞增建孔板消能现场试验研究

在泄洪洞内设多级孔板消能是一种新型消能型式。鉴于国内外尚缺乏这类型式消能的实际工程经验,决定选择碧口水电站排沙洞增建孔板进行现场消能试验,通过试验取得了有关孔板消能效果、水流脉动、孔板及其围岩的诱发振动、空化特性等大量数据,与相应的模型试验和理论计算对比,说明利用多级孔板在洞内消能技术上是可行的,为多泥沙河流上修建高水头泄水建筑物开辟了新的消能途径。     

小浪底水利枢纽孔板泄洪消能研究

黄河小浪底水利枢纽在世界上首次大规划采用多级孔板消能（Ｍｕｌｔｉ－Ｏｒｉｆｉｃｅｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）技术，把３条大直么蔚流洞改建为永久泄洪洞。在小浪底多级孔板消能洪汇洞的设计中，对消能室内的流态、流速和压力变化规律进行了试验，对孔板消能水头损失系数及其影响因素，以及孔板消能室空化问题进行了研究，并在碧口水电站直径４．４ｍ的排沙洞进行了小浪底孔板洞中间试验，上述试验结果均表明，     

有压管道双孔板水流消能特性试验研究

本文通过二维激光测速试验,研究了有压管道双孔板段水流的紊动特性,给出了水流的有关紊动特征参数及孔板消能系数的计算公式。研究表明,第Ⅰ级孔板与第Ⅱ级孔板相比,孔板后水流流场及能耗特性均有显著差异。在本试验条件下,第Ⅰ级孔板的名义消能系数大于第Ⅱ级孔板,但其真实消能系数却小于后者。     

小浪底工程1号孔板泄洪洞水流空化原型试验研究

在库水位为210.18～210.28 m之间时,对小浪底水利枢纽工程1号孔板泄洪洞泄洪情况下多级孔板水流空化特性进行了原型试验。对弧形工作闸门在连续开启过程中各级孔板水流噪声的频谱分析发现,闸门孔口相对开度e/a为0.9时,第二级和第三级孔板处水流噪声声压级突然增加10 dB以上,表明开始出现空化水流,相应三级孔板的水流空化数分别为5.85、5.65和5.03,该结果与考虑缩尺影响修正后的模型试验研究结果基本一致。     

孔板水流压强脉动特性

孔板水流经过孔板时突缩突扩,流线变化剧烈,引起流速脉动并导致压强脉动.孔板水流压强脉动是由孔板的特殊体形决定的,其有两个高峰,一个在孔板稍前位置,另一个在孔板后水流再附点附近,后一个高峰脉动幅值要大于前一个高峰.孔板水流脉动在负半周期的时间远大于气核发育成气泡的时间,因此孔板水流压强脉动对空化有不可忽视的影响,在计算孔板空化数时应考虑水流脉动的影响.     

导流洞改建为孔板泄洪洞水力学问题研究

本文对导流洞改建为孔板泄洪洞时的孔板体型与阻力系数的关系、出口水流收缩系数的计算、泄流能力的计算、雷诺数对孔板初生空化数的影响、初生空化数与体型的关系等进行较深入的研究，提出了系统的计算公式和设计方法。文中提出的消涡环不仅抑制了孔板上游的角隅漩涡，并且还收到了增加阻力系数和结构强度的效果。     

大梁水库放水洞多级孔极消能工孔板布置的设计与试验

针对大梁水库放水洞多级孔板消能问题，分析了多级孔板消能中孔径比、上游水位及出口面积对水流空化数的影响。在此基础上给出了多级孔板布置的设计方法并在大梁水库放水洞试验中进行了应用。实践表明，该方法能给出较为合理而实用的布置方案。     

大梁水库放水洞多级孔板消能工孔板布置的设计与试验

针对大梁水库放水洞多级孔板消能问题，分析了多级孔板消能中孔径比，上游水位及出口面积对水流空化数的影响。在此基础上给出了多级孔板布置的设计方法并在大梁水库放水洞试验中进行了应用。实践表明，该方法能给出较为合理而实用的布置方案。     

多级孔板空化与脉动壁压特性

本文结合小浪底四级孔板泄洪洞和碧口二级孔板泄洪洞,研究了多级孔板的空化与脉动特性,对多级孔板的水流空化数和初生空化数随孔径比的变化关系进行了详细地探讨。得到了随着孔径比的增加,孔板的消能率降低而孔板抗空化能力提高的结论。同时,对多级孔板空化前后的脉动荷载分布、脉动压力随孔径比的变化关系进行了讨论,某些成果已被工程设计单位采用。     

多级孔板消能系数问题探讨

本文论述了高速水流,经过多级孔板孔口发生突然收缩与扩散,消杀巨大能量的消能机理。消能效果可用消能系数K来表示。通过试验找到了影响孔板消能的因素主要有:反映流动状态的雷诺数、孔板孔口与管道直径比(即孔径比)、孔板之间距离即扩散室长度、孔板锐缘形状、孔板级数以及不同孔径比不同形状孔板的组合及排列顺序等。文中着重分析了以上诸因素与无量纲消能系数之间的关系,并指出:管道中水流若处于充分紊流状态,便可忽略雷诺数对K的影响;孔径比为0.7左右为佳;孔板间距取决于水流恢复长度;孔板锐缘以刀口朝上半径小者消能率高;不同级数、不同形状和孔径比的孔板,排列组合顺序不同时对K值有影响。     

洞塞泄洪洞的水力特性研究

本文提出的洞塞式消能工与孔板非常相似，充分利用高速水流经过局部突缩突扩断面产生巨大水头损失实现消能，但体型简单，洞塞内水流相对平稳，消能率很高。本文较为详细地介绍了洞塞消能的特点、洞塞泄洪洞的布置型式和水力学计算。水力学模型试验成果与计算结果非常吻合。     

小浪底工程孔板洞孔板环的施工方法

对于水工隧洞处在山体地质条件差、覆盖层薄且在高含泥沙河流作用的情况下．在泄流洞中设置孔板环对洞内高水头、高流速的水流进行消能降低水头、减缓流速不失为一种良策。小浪底工程使用孔板环消能在特大型水工建筑物中还是首次,需要在各方面不断总结经验．以推广这项新技术．加快水电建设的科技进步。     

双曲拱坝溢流表孔分流齿的水力特性与设计原则

结合二滩双曲拱坝,简要地介绍了拱坝坝顶滥流表孔设置分流齿的选型、布置及其消能、空化、通气减蚀、水流脉动荷载和泄洪振动等水力特性。研究表明,在俯角跌坎式表孔上设分流齿可以提高表孔的泄洪消能效果。     

孔板后回流区长度数值模拟研究

孔板消能工具有结构简单和消能效率高的优点.孔板后回流区长度是孔板消能工的重要水力学参数之一,其大小不仅影响到多级孔板间距的设计,而且还影响到孔板的消能效果.此文通过理论分析和数值模拟的方法,分析了孔板水头损失系数与回流区长度的关系以及影响孔板后回流区长度的因素.研究结果表明,在雷诺数和孔板厚度不变的情况下,回流区长度随孔径比的减小而增大;在雷诺数和孔径比不变的情况下,回流区长度随孔板厚度的增加而减少;当雷诺数大于105时,回流区长度几乎不随雷诺数的变化而变化;随着回流区长度的增加,孔板的能量损失系数也增大.通过曲线拟合,此文还得到了孔板回流区长度的经验表达式.     

多级孔板的空化特性

一、前言 在水利工程中,为降低工程造价,往往将施工导流洞改建成永久泄洪洞,对于这种泄水建筑物,一般流速很高,带来很多高速水流问题,例如磨蚀、空蚀等。因此,需要控制泄流流速,在泄洪洞内设置多级孔板,将一部分能量在洞内消耗掉,是达到此目的的方法之一。 设在泄洪洞内的孔板,见图1,具有节流消能的特性。孔板孔口处的高速射流进入扩散室后,水流相互摩擦,强烈掺混,将射流动能的一部分转化为热能消耗掉。水流通过孔板损失的水头ΔH与其孔径比(β=d/D)有关通过改变孔板的尺寸,可相应     

桥巩船闸工作阀门抑制空化措施与原型试验

桥巩水电站船闸等级为Ⅳ级,输水系统型式为闸底长廊道侧支孔出水,明沟消能。输水系统工作阀门采用平板门,其工作水头超过国内已建船闸,阀门空化问题非常复杂。通过原型试验,对阀门廊道体型和布置进行了优化,采用小门槽型式,解决门槽空化问题;缩小阀门下游面板与门楣的间隙,实现门楣自然通气;结合“阀门后底突扩＋顶突扩”的新型廊道体型,改善了阀门底缘水流流态,有效地抑制了阀门底缘的空化。首次提出了可以实现自然通气的台阶状跌坎布置型式。跌坎通气后形成的掺气水流,不仅覆盖了跌坎空化溃灭区域,抑制了跌坎空化;而且还延伸至升坎区域,对突扩廊道底板及升坎亦能起到一定的保护作用。