坝体泄洪深孔明槽段体型研究

通过对三峡泄洪深孔明槽段体型试验研究 ,比较了明槽段不同抛物线型的压力特性和空化特性 ,并提出了明槽段陡槽方案。研究结果表明 :陡槽方案较之抛物线方案 ,压力特性和水流空化特性有显著改善。陡槽方案是免空化的 ,而抛物线方案较难达到免除空化 ;并且陡槽方案对有压段压力及空化特性 ,以及泄流能力均没有影响。因此 ,对于高速水流条件下的明槽段体型 ,陡槽方案是一种较为适宜的布置形式。     

三峡工程泄洪深孔陡槽方案试验研究

 通过对三峡工程泄洪深孔陡槽方案的流态、泄流能力、压力分布等物理量的测量，对其压力特性和空化特性进行了分析。结果表明，其泄流能力能满足设计要求，明槽段压力有显著提高，上游水位175m时的最小空化数亦达到0.28。陡槽方案对提高明槽段的压力及空化数，效果明显。     

三峡水利枢纽泄水建筑物体型水力学研究

综述了二十余年来对三峡工程泄水建筑物体型所进行的试验研究工作，包括溢流表孔堰面曲线选择，事故门槽和工作门槽布置，以及深孔有压段体型，明槽段抛物线溢流面型式，陡槽方案，突扩跌坎式掺气设施，跌坎掺气设施等。通过对溢流表孔的试验研究，推荐了适宜的溢流堰面曲线和门槽体型及布置，并对与水流流向非正交的门槽体型及两道门槽的相互影响进行了探索，对于泄洪深孔体型的研究，探明了影响有压段空化特性及泄流能力的主要因素，指数了抛物线溢流面存在的主要问题，提出了槽布置方案，探索了突扩跌坎式掺气设施对于三峡泄深孔的适宜性及存在的空化薄弱环节，推荐了已在工程中得到了广泛应用的跌坎掺气设施，并针对三峡工程泄洪深孔研究提出了合适的跌坎掺气布置型式。     

溢洪道阶梯陡槽段水面掺气位置试验与计算探讨

外凸型阶梯式消能工是应用于溢洪道陡槽段上的一种新型的辅助消能工。目前溢洪道陡槽段外凸型阶梯式消能工已在水利工程中得到了应用,但对此类型阶梯式消能工水力特性的研究成果仍较少。本文在5种坡度比和不同阶梯体型(包括阶梯高度、阶梯间距等参数)的阶梯陡槽溢洪道水力模型试验研究的基础上,对溢洪道阶梯陡槽段水力特性进行研究探讨,分析了陡槽段坡度比、阶梯跌坎体型参数等对溢洪道陡槽段泄流流态的影响,并将阶梯陡槽段泄流分为光滑水流区和掺气水流区两部分,提出了外凸型阶梯陡槽段水面掺气断面位置和水深的计算公式。本文研究成果可为溢洪道阶梯陡槽段沿程水面线和消能计算提供参考。     

溢洪道阶梯陡槽段水深试验与计算探讨

在坡度i=1∶2-1∶6的的陡槽溢洪道外凸式阶梯消能工水力模型试验基础上,对不同阶梯体型的陡槽段水力特性进行研究探讨。根据阶梯陡槽段泄流特性,将阶梯陡槽段泄流分为光滑水流和掺气水流两区段,并将掺气水流区段又分为不均匀流段、准均匀流段、末级阶梯至陡槽末端不均匀流段等三个流段。该文提出了阶梯陡槽段各区段和流段水深的计算公式,其研究成果可供溢洪道阶梯陡槽段沿程水面线和消能计算参考。     

阿尔塔什水利枢纽深孔工作弧门突扩突跌门槽体型试验研究

阿尔塔什水利枢纽是叶尔羌河流域内最大的控制性水库工程,工作弧门的门槽采用突扩突跌坎型式。该工作闸门运行水头高、过流流速大,存在较大的空化空蚀风险。以研究论证工程1#深孔出口工作弧门突扩突跌门槽体型的水力及空化特性为目标,通过减压模型试验,采用三种方案比较优化了突扩突跌门槽区的水流形态。试验结果表明,通过调整突扩后边墙扩散段的扩散角至1.273°,有效消减了下游边墙的水翅强度,门槽段的动水压力、水流空化特性均有明显的改善。提出的水流流态及抗空化特性较好的突扩突跌门槽体型,为今后高水头、大流量深孔工作弧门的门槽体型设计提供了经验和参考。     

陡槽溢洪道阶梯消能特性试验研究

在陡槽溢洪道的陡槽段上设置阶梯跌坎,是增大溢洪道陡槽段水流消能率的一种有效方法,并已成功应用于广东省的多项水利工程建设中。本文在i=1∶4坡度陡槽溢洪道阶梯消能水力模型试验的基础上,探讨了不同体型的阶梯跌坎对陡槽段流态、水面掺气位置和水深、消能特性等的影响。研究成果可供工程设计参考。     

陡槽溢洪道外凸式阶梯消能试验研究

溢洪道陡槽段设置阶梯跌坎辅助消能工之后,可大大增加陡槽段泄流的消能率。该文根据坡度i=1∶2~1∶6溢洪道陡槽段设置的外凸型阶梯消能工的水力模型试验资料的总结,对陡槽段不同体型的阶梯跌坎的运行流态、消能率等水力参数进行研究,分析了影响阶梯陡槽段水流消能率的主要因素,并对陡槽溢洪道阶梯体型的布置方法进行探讨,研究成果可供工程设计和运行参考。     

高水头深孔平板门门槽水力特性研究

平板闸门门槽内的水流流态十分复杂,容易因空化空蚀而破坏门槽。以卡基娃水电站放空洞工程为实例,采用水工模型试验探讨门槽附近水流流态、压力、空化数的变化规律。研究结果表明:有压式门后连接段能较好地改善门槽及门后连接段水流的流态;闸门全开时,各个区域没有负压出现,水流发生空化的可能性也较低;闸门局开时,门槽及门后连接段会出现负压,最大负压出现在门槽的底板处,水流发生空化的可能性也较大;水流的脉动表现出明显振幅大、频率低的强紊流脉动压力的特点。研究成果对于高水头深孔闸门门槽的设计具有一定的借鉴意义。     

高水头深泄水孔体型的研究

本文研究了高水头深泄水孔的两类有压短进水口和陡坡明流泄槽的体型,并提供了水力特性较好的体型以及此类深泄水孔泄流能力和空化数的估算方法。     

高水头岸边式溢洪道泄槽段水力特性研究

为了保证高水头溢洪道上泄槽段的水流平顺进入下泄槽段以及下泄槽段减免空蚀破坏,同时提高渥奇曲线段底部的水流空化数和避免负压;在变坡处采用了渥奇曲线和下切直线段相结合,其后接掺气坎的形式。针对下泄槽陡坡段容易出现水翅现象,提出了在两侧墙增设一段与泄槽底板成一定夹角的消翅悬梁,从而有效地抑制了水翅的发展,稳定了泄槽流态,且悬梁发生空蚀破坏的可能较小。该体形布置形式对类似工程有一定的参考价值。     

三峡工程泄洪深孔体型及水力特性的试验研究

本文对三峡工程泄洪深孔进行了5种体型有压短进水口的比较试验研究,通过泄流能力、压力分布以及空化特性等全面水力特性的比较,提出建议采用的体型。对明流泄槽亦进行了两种体型的比较试验研究,对其水力特性做出明确的评价。     

CAVITATING SUPPRESSION OF LOW SPECIFIC SPEED CENTRIFUGAL PUMP WITH GAP DRAINAGE BLADES

This paper aims to clarify the cavitation suppression mechanism of the gap structure impeller based on the analysis of cavitation characteristics in a low specific speed centrifugal pump. In order to obtain reliable and consistent numerical results, some numerical considerations and modeling methodology were demonstrated and researched, and a check of the time and space resolution were also conducted. Hence the predicted cavitation performance of the two centrifugal pumps were investigated and compared with experimental results, and they were in qualitative agreement. It was confirmed that the new gap structure impeller has a very good characteristic of inhibiting cavitation, especially in large flow area, the present numerical method can effectively capture the major internal flow features in the centrifugal pump, through the comparison of the two type impeller flow fields, the cavitation suppression mechanism of the gap impeller may be the combination effects of the small vice blade’s guiding flow and gap tunnel’s auto-balancing of pressure.     

江口水电站斜门槽水力特性研究

 结合江口水电站溢流坝中孔检修闸门，进行了高水头斜门槽水力特性试验研究。试验内容包括闸门在动水下降过程中的闸门区水流空化特性、闸门关闭速度、闸门底缘体形、水流流态、通气孔风速、进气量对闸门持住力的影响。试验成果表明：中孔检修门槽布置符合我国高压闸门设计规范推荐的平面门槽形式；当闸门在全开及设计水位运行下，门槽区水流空化数为0.8～0.9，不会有空化发生,但因中孔为斜门槽，为克服水流对斜门槽的冲击力变化，应适当增大错台。推荐了方案5底缘布置形式。     

三维异形掺气坎体形压力及空化特性研究

采用数值模拟的方法,对明流泄洪洞典型三维异型掺气坎(U型、V型和凸型掺气坎)进行了模拟,分析研究得出,V型坎和凸型坎与U型坎特性相比,压力具有一定的相似性,体形结构具有更好的连续性;不同掺气坎体形的最小压力分布均发生在坎末端,其主要原因是受空腔压力特性的影响,压力出现过渡特性,该区为空化敏感区。采用压力场与变密度方程相结合的紊流数值模拟,给出了三维异型掺气坎的空化发生和发展的范围;受空腔压力特性的影响,空化初生均发生在掺气坎末端,与其压力特性一致,每个掺气坎凹型部位是空化发生的敏感区。     

达克曲克水电站溢洪道空化空蚀问题研究

国内首个成功运用通气减蚀措施避免泄水建筑物空蚀的工程是冯家山水库.与冯家山大坝一样,达克曲克水电站属中坝工程,最大坝高62.6m,有必要讨论表孔溢洪道泄槽空化空蚀问题.采用时启燧等提出的掺气挑坎临界坎高的经典算法以及空化空蚀相关规范,通过理论计算与实际分析表明:①在溢洪道泄槽段无需设置掺气挑坎;②在没有掺气减蚀措施的情况下,计算施工不平整度按要求控制可以有效避免空化空蚀.     

CAVITATION CHARACTERISTICS OF HIGH VELOCITY FLOW WITH AND WITHOUT AERATION ON THE ORDER OF 50 m/s

Experimental study of cavitation characteristics with and without aeration was conducted at the flow velocity 50m/s in the non-circulating type water tunnel in the Hydraulics Laboratory at Zhejiang University of Technology. Variations of pressure and cavitation number with air concentration, pressure waveforms as well as cavitation erosion level of concrete specimen with and without aeration were obtained. The effects of cavitation control by aeration were analyzed.     

超低水头竖井贯流式水轮机模型试验

为研究超低水头下竖井贯流式水轮机的能量特性和空化特性,对一种额定水头为2.10 m的超低水头竖井贯流式水轮机进行模型试验。基于河海大学水力机械多功能试验台,采用压差传感器、电磁流量计、扭矩仪等仪器对不同导叶开度、不同叶片安放角下GD-WS-35型水轮机的水头、流量和扭矩等参数进行测试,并绘制了水轮机模型综合特性曲线。试验结果表明:当叶片安放角为23°,导叶开度为65°时,在额定水头2.10 m条件下,模型水轮机的流量为0.398 m3/s,效率为83.34%,出力为6.838kW,对应原型水轮机的流量为9.96m3/s,效率为85.14%,出力为174.7 kW,水轮机具有良好的能量特性;当叶片安放角为23°,导叶开度为65°时,水轮机具有良好的空化性能。