跌坎底流消力池在某高水头闸坝工程中的应用

针对高水头、大单宽流量闸坝工程消能问题,在分析传统底流消力池体型的基础上,提出将跌坎型底流消力池应用于高水头闸坝工程,并结合实际工程进行了水工整体模型试验,研究了消力池及下游河道水流流态、流速分布、下游河道水面线、河床冲刷情况。结果表明,跌坎底流消力池不仅体型简单、施工难度小,且在各种运行工况下均能获得稳定的流态及较高的消能率,可较好地解决高水头闸坝泄洪消能问题。     

深孔突扩跌坎水力特性的三维数值模拟研究

针对突扩跌坎应用于高速泄流的深孔中其破坏因为众说不一的问题,通过对亭子口水利枢纽底孔突扩方案的三维数值模拟研究,分析了突扩跌坎型的压强分布、流速分布、底空腔和侧空腔的形态及整个流态分布,并进行了物理模型试验验证,结果表明,该突扩跌坎方案布局合理、有效,且物理模型试验与数值模拟结果吻合.     

宽尾墩后消力池底板脉动压强特性试验研究

以水工模型试验为依托,对宽尾墩+消力池联合消能形式中消力池底板的脉动压强特性进行了研究,认为宽尾墩体型、消力池长度、尾坎高度、上下游水位差ΔH及运行方式是影响消力池底板脉动压强特性的主要因素。分析了在各种因素的影响下消力池底板脉动压强特性的变化规律,为宽尾墩+消力池联合消能形式的设计提供了一定的参考。     

侧向挑入消力池的岸边溢洪道水力特性研究

针对岸边溢洪道从侧面挑入与其平行布置的已有消力池来消能的布置形式,采用数值模拟方法研究了高程和流量对挑坎(а=45°)及消力池水力特性的影响。结果表明,随着泄流量逐渐增大,挑坎内最大水深、最大压力及消力池最大压力均逐渐增大,挑流水舌入水长度与纵向入水长度均逐渐增大;随着挑坎与消力池高差的减小,挑坎最大水深和最大压力均逐渐增大,而消力池最大压力变化较小。拟合得挑坎最大水深和最大压力的定量计算公式,从而为该型岸边挑坎的工程设计提供了参考。     

Kamalapur雨水泵站流道物理模型试验水力特性研究

针对Kamalapur雨水泵站进水流道可能出现的流态问题,采用1∶6几何比尺建立了正态整体物理模型,通过典型工况下的物理模型试验,分析了流道不同断面、前池段、泵室段和喇叭口处的水流流态、流速分布及沿程水位变化。结果表明,流道各部位设计与布置较为合理,运行中未出现明显的不利流态,但低水位运行会影响流态。该物理模型测试方法合理、可行,可为类似泵站的设计测试提供参考。     

Y型窄缝挑坎水力特性试验研究

以斯木塔斯水电站为例,针对原矩形窄缝挑坎不能满足工程需求的问题,提出了一种Y型窄缝挑坎的体型设计方案,通过模型试验分析了不同工况下该体型流速、压强、水舌形态等各项水力特性.结果表明,Y型窄缝挑坎各项水力特性良好,消能效果显著.     

锥形阀消力池优化试验研究

对崆峒水库输水洞平板闸门改建为锥形阀后的消力池进行了模型试验研究。锥形阀消力池内流态稳定,池末端水流没有直冲消力坎且没有明显的水面跌落,消能效果较好。试验结果分析表明：当流量不同时,消力池的最优体型亦有所不同。     

引水式电站侧堰消力池的水力特性研究

在容积较小、平面扩散和弯转条件下,侧堰消力池的水力特性是中小型引水式电站压力前池设计时关注的共性问题.对这种压力前池,通过某水电站压力前池的模型试验可得出侧堰消力池必须保证足够的宽度,否则会大大增加挡墙的高度、时均与脉动压力的负荷;在有较大的落差时,水深要比不掺气时大得多;侧堰消力池的出口与泄槽进口衔接部分的挡墙高度必须有足够的余量和足够的渐变长度;在侧堰消力池的扩散宽度较合适时,挡水墙上的脉动压力和频率均随溢流量的增大而增大,但幅值变化范围有限.     

台阶式溢流坝消力池时均压强特性试验研究

Experimental research was conducted on the stepped chute which connected with horizontal stilling basin directly. New date was presented on the pressure head alone the floor of the stilling basin and the characteristics of hydraulic jump. The experiment data indicated that the maximum pressure head was in the impact area of the stilling basin floor next to the chute. Smaller step size and steeper chute angle would cause bigger pressure head. The minimum value of the pressure head was found behind the impact area.     

一种新型燕尾坎消能工的流态和消能分析

为了提高孔洞类泄水建筑物的出口消能率,同时避免出口水流堵塞和空蚀破坏,提出了一种带跌坎和反坡的燕尾坎消能工。物理模型试验表明,燕尾坎中间槽的作用使出流分成两股,水流纵向拉伸,减小了落点水舌的平均流速,并使水舌掺气增加,消能率提高;设置跌坎和反坡,通过跌坎掺气和反坡对中间股水流的引导作用,避免消能工的空化和出口流动的水流阻塞,并在中间反坡的引导下,中间水舌按预设方向入水。与传统连续坎消能工相比,该消能工消能率提高15%左右。在分析消能率影响因素的基础上,给出了所提消能工消能率的经验表达式,为孔洞类泄水建筑物的出口消能设计及施工提供了参考依据。     

渐扩式折坡消力池的水力特性试验研究

以出山店水库枢纽工程南灌溉洞为例,针对原设计方案折坡等宽式消力池中存在水跃不稳定、流速分布不均及消能率低的问题,提出了完全渐扩式折坡消力池的修改方案,并通过物理模型试验研究了两种不同消力池方案的水力特性。结果表明,修改方案能增大消力池进口的弗劳德数,可明显改善原方案中流态流速分布不均、水跃不稳定问题,且能较大地提高消能率。     

消力池尾坎纵向坡度对池内水流流场和消能率的影响

在保证消力池容积不变的情况下,采用水工模型试验和标准κ-ε紊流数学模型相结合的方法,对不同尾坎纵向坡度的消力池进行了模型试验和数值模拟,研究了消力池尾坎坡度(90°、75°、60°、45°)对消力池内水流流动特性和消能率的影响,并将计算结果与水工模型试验结果进行对比验证。结果表明,数值计算结果与模型试验吻合较好,所采用的数值模拟方法可行;在保证消力池容积不变的情况下,尾坎坡度越大,消能效果越好,临底流速越小;但尾坎纵坡越大,消力池内水深增加,底板压强越大,边墙设计中应予以考虑。因此,在实际工程中应合理设计尾坎坡度,兼顾消能效果和两侧边墙高度要求。     

多层泄孔运行方式对二级斜坡进口浅水垫消力池水力特性的影响

针对某水电站工程消力池体型不合理及调度运行方式不当而导致池内流态不良、消力池临底流速过大、底板冲刷破坏等问题,通过1∶45模型试验分析了二级斜坡进口式浅水垫消力池在多层泄洪孔不同运行方式下的水力特性。结果表明,新提出的消力池体型能够明显改善面流流态及水跃不稳定等问题,针对该工程,优先采用溢流表孔泄流比采用冲沙底孔泄流池内流态更佳,消力池临底及岸边流速更低,消能防冲效果更好。     

公明水库进库闸环形溢流消力池水力特性研究

底流消能型式在水利工程中被广泛应用,但随着现代工程技术的发展,现有的矩形消力池、梯形消力池已不能完全满足工程需要,根据重力相似准则设计几何比尺为1∶10的水工模型,采用模型试验与Flow-3D数值模拟相结合的研究方法,以公明水库进库闸消力池为例,对环形溢流消力池的流态、泄流能力、流速、压强与消能率等水力特性进行研究。研究表明,溢流竖井内水流呈漩涡上升,溢流跌水呈贴壁流,消力池内无法形成完全水跃;环形溢流竖井泄流能力较等宽度等堰高的宽顶堰略小;溢流跌水在约11.80m的落差内迅速增大至12.60m/s,但水流跌入消力池后流速迅速减小,出池流速在1.70m/s内;消力池底板脉动压强最大值不会超过水流自身水位落差;环形溢流消力池综合消能率可达80.38%。由此可见,环形溢流消力池虽然在流态、流速分布、压强分布上不同于常规消力池,但同样能达到较好的消能效果,可供类似工程参考。     

含侧向进流的底流消力池水力学模型试验研究

因地形、地质条件的限制,某些工程需将消力池作为电站尾水排放通道,从而导致消力池在运行过程中出现侧向进流的现象。针对这种布置形式,结合某实际工程在1∶40的模型上对其水力特性进行了试验研究,观测了水流流速、尾水渠水位、水流流态等水力学指标,经对比分析,提出了一种较为合理、经济的侧向进流方式,即跌坎底流消力池+尾水涵管体型。试验结果表明,该体型不仅有效地利用了地形,还妥善解决了消能防冲与电站尾水衔接问题。     

小直径水滴分离特性的试验研究

针对湿法脱硫、烟气余热利用、湿法除尘等工业实践中常见的气流携带小直径水滴的分离特性进行了试验研究。分析了水滴的惯性分离机理以及各个因素对分离效率和流动阻力的影响。对正交实验的结果进行了正交实验的直观分析,理论分析与实验结果基本吻合。实验表明:在保证分离效率的前提下,含有小直径水滴的气体通过槽形或角形分离件时的流动阻力较小,其最大值不超过70Pa。实验结果对于低压降的小直径水滴分离设备的工程设计具有一定的指导意义。     

低佛氏数T型墩消力池水力特性试验研究

本文结合青海雪龙滩电站底流消能方案试验，对Ｔ型墩消力池的结构尺寸、水流流态、压力分布及其消能效果作了研究，并给出了Ｔ型墩消力池消能率计算公式及结构尺寸选择方法。     

消力池内布置双层悬栅的压强特性数值模拟

针对物理模型试验中双层悬栅消力池内水流波动较大、压强场难以测量的问题,利用流体力学软件FLUENT建立RNGκ-ε双方程紊流模型进行数值模拟计算,得到消力池底板的时均压强及悬栅迎水面与背水面的时均压强差。通过对比分析计算结果表明,消力池内布置双层悬栅时,消力池上游段底板、第1根悬栅及下层悬栅受水流冲击较大,在结构稳定性设计时需提高其抗压强度。