低Fr数消能规律研究

通过试验研究找出了低佛氏数水跃消能与一般水跃消能规律的本质区别,得出了低佛氏数水跃在跃后段随着Fr数的减小而出现的水面波动能、断面流速分布、跃后段长度、底流速等水力要素的变化特点,分析了低Fr数水跃消能的一些工程措施.     

低佛氏数水跃消能最佳淹没度

从水力学的角度及国外的消能试验成果中,分析了水跃消能的效率,得出了低佛氏数水跃消能存在最佳淹没度的结论,提出了最佳淹没度与低佛氏数的函数关系,即:σ0=f(Fr),对低佛氏数水跃状态确定消力池深度有参考意义。     

低佛氏数宽尾墩水跃消能问题试验研究

在低坝或低佛氏数水跃消能中,宽尾墩的应用使水流结构发生了巨大变化。黄河大峡水电站溢洪道宽尾墩消能方案研究中,这一情况非常明显。这一特有的水流形态可称之谓宽尾墩水跃。本文首先对宽尾墩水跃的机理进行了定性描述,并且对宽尾墩水跃中几个关键问题进行了论述:通过波浪要素的量测,分析了宽尾墩对水跃的跃后波浪的抑制作用;通过流速和紊动强度的量测,计算,分析了宽尾墩水跃后紊动强度分布与消能效率;借助压力传感器和一套分析处理系统,揭示了宽尾墩水跃消力沲底板脉动荷载的变化规律。实验证明:与高坝宽尾墩消能相比,宽尾墩在低坝消能中同样十分有效。在低坝上采用墩——池结合的消能型式。可以有力地抑制下游波浪,稳定消能水体,调整流速分布,减小下游紊动强度增加低佛氏数水跃消能的消能率,减轻建筑物下游的冲刷。当然,在具体应用这一消能型式时,还要考虑工程涉及到的其他问题。     

闸堰下游淹没水跃特性研究

本文通过试验分析,对具有驼峰堰的泄水闸下游平底消力池中的淹没水跃特性进行了研究。认为:当淹没水跃的跃前佛氏数F_(?)=3.4～7.3、淹没系数S<0.7时,消力池及其下游的流态不会因水跃被淹没而恶化,淹没水跃的消能效果优于自由水跃。     

辅助消能工应用于低佛氏数水流消能的试验研究

低水头闸坝工程的一个普遍水力学问题是低佛氏数水流的消能防冲 ,其特点是消能率低 ,为达到较好的消能效果 ,常在消力池中加设一些辅助消能工 .结合沂沭河上某节制闸的消能试验 ,探讨几种辅助消能措施在低佛氏数泄水建筑物中的应用     

“X”型宽尾墩在底流消能中的应用

针对低Fr底流消力池消能率低的问题,提出进口“X”型宽尾墩+底流消能的消能模式,即在消力池进口设置“X”型宽尾墩,以达到分散水流、增加消能率的目的。通过试验,观测该型消能方式的水流形态、水深沿程分布、时均及脉动压强等水力学参数。结果表明：水流形成了底流+纵向拉伸水流+挑射水流的入池方式,水流分散入池,充分利用了消能水体;水跃长度为跃后水深与跃前水深差的6.8~13.3倍;消力池底板时均压强变化平稳,脉动压强均方根为进口流速水体的0.03~0.18倍;与传统底流消力池相比,消能率提高了2~3倍。对于低Fr底流消能,进口“X”型宽尾墩+底流消能是一种值得推荐的消能方式。     

某节制闸工程泄流消能试验研究

某节制闸工程设计方案在低尾水位开启泄流时,消力池中产生远驱水跃,消能效果差,水流出池后余能较大,下游河道冲刷严重.针对节制闸消能设计存在的问题,通过模型试验进行修改方案试验研究.经过不同方案的对比,确定消力池深度由原来的1.0 m加深到1.8 m,池长保持不变,同时在消力池中设置一排高2.0 m的梯形消能墩.该修改方案较好地适应了节制闸低尾水位开启泄流时的水流条件,提高了低弗劳德数水跃消能效率,降低了跃后二级涌浪的强度,消能流态得到改善.修改方案已被工程设计单位采用.     

底流式消能工的研究与设计

本文针对影响底流消能工设计选型的几个水力参数作了分析研究,并评介了低佛氏数水跃的水力特性与消能措施。     

消力池内辅助消能工对水跃消能效率的影响

对于中低水头径流式水电站,通常采用底流消能方式来消减过坝的水流能量,在消能的过程中消力池中水跃的形式、强弱以及辅助消能工的布置形式直接影响整个消力池的消能效率.通过模型试验,结合具体工程实例,探讨了消力池内布设辅助消能工后对水跃消能效率的影响,以及消能工的合理布置对于优化消力池结构的作用,研究辅助消能工的消能规律,为实际工程提供参考.     

T形墩消力池在中小型水利工程中的应用

通过黑龙江省津河水库溢洪道消险工程模型试验，证实了Ｔ形墩消力地具有显著的消能效果。既解决了平底消力池消能率偏低的问题，又节省了工程量。对于低佛氏数水跃、尾水变福大的平原闸坝工程，采用该型式更具优点。     

低鼻坎消力戽在低水头工程中的应用

通过阐述低鼻坎消力戽消能方式的原理,结合工程设计实例,提出在低水头低佛努德数的水利工程中,采用低鼻坎消力戽代替常规消能方式消能具有明显的经济性、实用性.     

掺气分流墩与消力池联合应用消能机理分析与试验验证

采用附加射流水跃理论对掺气分流墩与消力池联合应用的消能机理进行了分析,并通过模型试验对理论分析及消能效率进行了验证.结果表明,采用掺气分流墩设施,可增进消力池的消能作用,并取得显著的经济效益,达到附加射流水跃理论所预期的效果.     

连续直墙式和斜墙式消力坎对比试验研究

如何有效地解决下泄水流的消能防冲问题是当今水利界较为关注的问题之一.通过对在一定水流条件下直墙式和斜墙式两种坎的消能情况所做的细致的单项试验研究,对比不同形式的消力坎的消能原理和消能效果做了一些初步探讨,证明了不同角度的斜墙式消力坎,坎的倾角越大,消能率越大,同时对下游的冲刷也要比直墙式消力坎严重.采用直墙式消力坎的消力池在下游水深较小时即能产生较强水跃,而采用斜墙式消力坎的消力池只有在下游达到跃后水深后才能产生稳定水跃.     

低Fr数非完全宽尾墩消能特性研究

为了在低Fr数底流消能中应用宽尾墩来增强消能效果,通过水工模型试验和数值模拟相结合的方法研究非完全宽尾墩的消能机理和消能效果。数值模拟的计算成果与水工模型试验成果吻合较好。研究表明:非完全宽尾墩对泄流能力影响很小,不会增大消力池底板脉动压力,且可以增加消力池内的速度梯度,达到附加消能的效果,即在提高消能率的同时,可以消除出池波状水跃。非完全宽尾墩布置方案对中小型水工枢纽布置有较强的参考意义。     

灌区建筑物消能的探讨

常规的灌区消能建筑物,消能效果较差,消能效率低,容易在消力池后形成冲掏,采用综合消能不但提高消能效率,而且降低了工程规模和工程造价.