脉冲液体射流泵时均值基本方程中的流速系数

运用非恒定的动量方程和时均值计算方法,对脉冲液体射流泵时均值基本方程中的流速系数进行了理论研究,推导出了喉管和喉管进口段流速系数φ2和φ5的计算式。通过与恒定射流的流速系数计算式对比,阐明了脉冲频率是影响φ2和φ5的主要因素,沟通了脉冲射流与恒定射流流速系数之间的关系。     

脉冲液体射流泵性能的理论分析及数值计算

推导了以往复泵为脉冲发生装置的脉冲液体射流泵准二维性能方程及其时均性能方程,导出无因次惯性水头及惯性力项便于计算的表达式,并对脉冲液体射流泵时均性能进行了数值计算,计算结果与试验数据基本吻合,将数值计算的模拟曲线与恒定液体射流泵性能曲线进行对照,证明了采用脉冲射流作为工作动力能够大幅提高射流泵的效率。     

自激脉冲射流技术研究与应用进展

射流泵因具有结构简单、成本较低等一系列优点而被广泛应用于水利和航天等领域,但传质和传能效率较低的问题一直制约其快速发展和进一步应用。不过近些年来的大量试验研究表明,自激脉冲射流技术产生的脉冲射流具有更大的冲击力,并可明显提高射流泵的效率。在分析大量文献的基础上,介绍了脉冲射流产生的方法和他源式脉冲射流研究进展,重点阐述了自激脉冲射流的研究与应用进展、存在的主要问题和下一步的研究方向。最后,针对目前我国水库清淤的现状和存在的问题,分析了将自激脉冲射流技术和人工异重流相结合,进行射流清淤等工程实践应用之前的研究工作重点。     

脉冲液体射流泵基本性能的研究

本文根据脉冲液体的动量方程和能量方程，导出了脉冲液体射流泵基本性能方程，并与恒定流的液体射流泵基本性能方程进行了对比，阐明了二者之间的关系。依据脉冲液体射流泵时均值性能试验数据和其几何尺寸，经分析与计算给出了脉冲液体射流泵时均值基本性能的经验公式。     

不规则波作用下垂向圆管浮射流的试验研究

在不规则波作用下垂向圆管非浮射流试验研究的基础上,进一步对相同条件下垂向圆管浮射流的水动力特性进行试验研究.通过对比不同波浪条件下平均流速场和浓度场的变化,发现随着波浪作用的增强,浮射流轴线速度明显减小,其影响范围相应增大,周围水体对浮射流的稀释能力亦明显增强;通过引入特征速度和新定义的特征长度,拟合得到了不规则波作用下浮射流轴线流速、射流宽度以及轴线稀释度等一系列的经验公式,它们可为将来的工程应用、试验对比以及数值模拟提供重要的试验参考.     

不规则波作用下垂向圆管浮射流的试验研究

本文在已完成的不规则波作用下垂向圆管非浮射流试验研究的基础上，进一步对相同条件下垂向圆管浮射流的水动力特性进行试验研究。通过对比不同波浪条件下平均流速场和浓度场的变化，发现随着波浪作用的增强，浮射流轴线速度明显减小，其影响范围相应增大，周围水体对浮射流的稀释能力亦明显增强；通过引入特征速度和新定义的特征长度，拟合得到了不规则波作用下浮射流轴线流速，射流宽度以及轴线稀释度等一系列的经验公式，它们可为将来的工程应用、试验对比以及数值模拟提供重要的试验参考。     

簧阀阻断式脉冲磨料射流破岩的试验研究

为了充分利用井底水力能量提高钻速,提出了井下调制簧阀阻断式脉冲磨料射流钻井技术。模拟分析了簧阀阻断式脉冲磨料射流钻井工具的内部流场,确认了采用簧阀阻断式机构调制脉冲射流的原理可行。研制了簧阀阻断式脉冲磨料射流的原理样机,纯水射流的试验测试结果表明,簧阀阻断式脉冲射流破岩性能明显优于连续射流;基于正交试验法,优选确定了原理样机的结构参数,进而引入磨料,调制形成脉冲磨料射流。脉冲磨料射流破岩试验结果表明,岩石破碎孔的深度随着泵压增大而增大,而随着磨料浓度和喷距的增大,则先增大后逐渐减小,存在最优值。研究结果证实了井下调制簧阀阻断式脉冲磨料射流钻井方法的原理可行,可为实际技术发展提供依据。     

自激吸气式脉冲射流装置在多泥沙深水水库的应用研究探讨

异重流排沙一般仅在调水调沙后期采用,只能将运行至坝前的部分细粒径泥沙排出;射流清淤技术在浅水中进行局部的采砂、清淤有广泛的应用,二者在深水泥沙处理上均存在一定的局限性.为此,结合异重流产生和运动的特点,提出利用自激吸气式脉冲射流装置制造人工异重流进行冲驱泥沙的新方法.研究并探讨了技术的可行性及影响因素,以及清淤河段的选择,对脉冲射流的冲沙速度等技术参数进行了论证,以求解决深水条件下大面积、长距离的大量排沙清淤的技术难题.     

脉冲液体射流泵时均值基本性能的研究

本文运用流体力学，湍流射流理论和时均值计算法，导出了脉冲液体射流泵时均值基本方程及其动量修正系数方程组。通过与恒定液体射流泵基本方程进行对比，阐明了二者之间的关系，并经国内外试验资料进行了验证。     

淹没条件下自激吸气式脉冲射流流场初步研究

运用计算流体动力学软件,对水下自激吸气式脉冲射流流场进行数值计算。结果表明:在模拟工况的运行参数和结构参数下,自激吸气式脉冲射流装置可以产生自吸气;不同水深条件下,装置形成的涡旋气团时间不同、气团形状不同;随着模拟水深的加大,装置内气体浓度以及射流轴心的速度、压力呈现递减趋势。     

龙抬头泄洪洞水力特性研究

结合某泄洪洞改建工程,利用三维紊流模型对不同进口高程的龙抬头泄洪洞水力特性进行比较研究。首先,利用龙抬头泄洪洞水工模型试验结果验证了数值模拟结果的可靠性。然后,针对四种进口高程的龙抬头泄洪洞,从泄洪洞泄流能力、水头损失及水流流态等方面进行了比较。结果表明,在保证各曲线段光滑平顺的前提下,进口高程对泄洪洞、水头损失及流态的影响不大。研究成果可为泄洪洞的设计提供依据。     

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。     

大型水利枢纽泄洪运行安全实时调控技术

针对长江上中游已建的大型水利枢纽泄洪运行中出现的不良水力特性及泄洪破坏等问题,系统研究了泄洪消能建筑物、坝区其他建筑物泄洪安全调控响应特性,进一步揭示了枢纽泄洪运行破坏的致灾机理,发展了减轻泄洪危害的精细调控技术,提出了智能快速评估方法,构建了泄洪安全监测及实时调控系统。以上评估方法及监测系统可对泄洪消能防护、空蚀、结构和场地振动、雾化等安全调控响应特性进行实时监测、预报、评估和优化调度。研究成果及相应技术可指导类似工程安全运行。     

收缩式洞塞泄洪洞的消能和空化特性

摘要：本文结合某大型水电工程,采用试验和数值模拟相结合的方法,研究了收缩式洞塞泄洪洞的消能特性和空 化特性。常压模型试验表明,通过设置两级洞塞及其他附属设施,整个泄洪洞总消能率超过了67.3%,两级洞塞 的总消能率达到36.0 %,洞塞的消能效果十分显著。减压实验表明,通过对洞塞体型的精细优化,泄洪洞有压段 可以避免发生空化,洞塞本身具备一定的抗空化能力。通过数值模拟,揭示了泄洪洞有压段的流速场、压力场特 性,直观地表明洞塞的突缩突扩作用形成了大体积的水流紊动,从而达到消能的目的。     

浅谈对迷宫堰实验的研究

以试验为基础,介绍梯形迷宫堰模型的过水试验过程,分析研究梯形迷宫堰的水力特性、泄流能力及泄流效率和通气设施对迷宫堰泄流能力及泄流效率的影响,并以图表的形式给出试验结果。其试验结论和研究成果对于迷宫堰的工程设计和应用具有很好的参考价值,并为迷宫堰的某些具体应用提供直接而有力的证据和理论基础。     

基于河道控制断面选取的山洪成灾流量修正

在山洪灾害分析评价工作中,采用不同河道断面作为控制断面时,根据曼宁公式计算的相应于成灾水位的成灾流量存在较大差异,对此提出了利用水力半径对水位流量关系进行修正的方法。通过取不同控制断面水力半径平均值,利用各个控制断面的湿周,得到修正后的控制断面面积,进而计算出修正后的流量,取各个断面修正后的流量均值或最大值作为计算成果。利用能量法计算了河段的平均流量,并与修正后的成灾流量进行对比。以湖北省宜昌市桥边镇桥边河河段和该镇松门溪河段为例进行了流量对比分析。两河段修正后的成灾流量分别为739.1 m~3/s和94.6 m~3/s,与能量法得到的成灾流量接近,表明根据水力半径对流量修正的方法具有一定的合理性。     

平滩流量下弯曲分汊河道水力要素的突变性特征

平滩流量下的水力特性对分汊河道的滩槽冲淤、分流分沙比及污染物的输移等均有较大的影响。以长江中游戴家洲河段为原型,通过开展概化定床模型试验,分析了弯曲分汊河道不同特征流量下水动力特性的沿程差异性和平滩流量下分汊河道不同区域水力要素的突变特性。试验结果表明:纵比降沿程变化规律为分流区小流量下沿程增加、大流量下沿程减小,凸岸汊道与之相反,而凹岸汊道沿程增加;在平滩流量附近,分流区水面纵比降出现极大值、沿程比降变幅出现极小值,主流线、最大床面切应力所处位置由凹岸汊道转移至凸岸汊道。试验结果为水沙变异条件下分汊河道冲淤机制的研究提供了基础。     

HYDRAULIC CHARACTERISTICS OF PARTIAL OPENING OF THE WORKING GATE FOR A DISCHARGE TUNNEL

The partial opening of the working gate for a discharge tunnel is used more and more widely in the various conditions, such as releasing discharge to meet the needs of the various stages under construction, or of the operations at low reservoir levels. In this article the hydraulic characteristics were investigated of the partial opening of the working gate based on the physical model experiments of the discharge tunnel for the Longtan Hydropower Project, including the discharge coefficient, the surface profile of the free flow section, the bottom pressure distribution of the tunnel with an aerator, the cavity length just from the ramp, and the wall pressure of the curve section of the outlet. Some new issues were discussed and the properties were presented of the partial opening of the gate.     

密云水库引水隧洞水下进水口岩塞爆破水工模型试验研究

试验对深水岩塞爆破后缓冲坑泄渣的水力特性进行了研究。主要内容包括：缓冲坑泄渣全部通过闸门井的历时、缓冲坑至闸门井段典型断面的动态压力和在动水关闭闸门过程中作用在闸门上的水流脉动压力特性。得到浅型缓冲坑泄渣效果、典型断面压力峰值及其增值变化规律、闸门上脉动压力幅值和频率变化等。所得成果为工程设计提供了论据。该项目是目前国内最深的水下岩塞爆破工程，并于１９９４年１０月２８日爆破成功。     

滩槽复式断面水流特性的试验研究

采用水槽试验研究复式断面水流流速的横向分布特征、边界剪切应力变化规律以及水力参数对断面过流能力的影响，并得出了滩槽流量分配计算式。