浅论多级孔板消能问题

本文论述了孔板的消能机理、能量损失等消能特性。并通过试验分析找出了影响多级孔板消能各项因素与孔板消能系数之间的关系,为龙抬头泄洪洞选用多级孔板消能设计提供了依据。     

小浪底工程孔板消能泄洪洞的设计优化

小浪底工程采用了由导流洞改建而成的新型多级孔板消能泄洪洞。新洞型的采用，解决了重复利用导流洞所带来的高水头、高流速的复杂技术问题，在多次水力学模型试验研究的基础上，孔板消能泄洪洞设计逐步优化和完善，主要研究的方案依次为：（1）小圆塔进口，洞内设5级孔板；（2）龙抬头进口，洞内设5级孔板，其中第5级为偏心孔板；（3）龙抬头进口，洞内设5级孔板；出口设溢流挡水堰；（4）龙抬头进口、洞内设4级孔板，孔板后设中闸室；（5）龙抬头进口，洞内设3级孔板，孔板后设中闸室，最终方案满足了消能和防空蚀的要求。     

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。     

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。     

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，     

孔板消能问题数值研究

孔板消能是一种新型的内消能方式,其消能机制仍需进一步研究.已有的定性研究表明消能系数K的主要影响因素为:雷诺数Re、孔径比d/D和孔距比L/D.运用标准k-ε模型进行数值模拟定量研究各影响因素的作用发现:对于不同孔径比的模型,当Re＜105时,K随Re增加而急剧增加;而当Re＞105时,流动可视为充分发展的紊流,K渐趋于稳定;孔径比越小,消能系数K和漩涡区长度L1越大,且变化函数关系可视为直线分布;当孔距比L/D＜5时,总消能系数随孔板间距离增加而显著增加,而当孔距比L/D＞5时,总消能系数趋于稳定,L对K的影响可以忽略.使用孔板在管道内产生突扩水流,可以在较短的时间和距离内消除较多的能量.     

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。     

旋涡孔板消能工的初步研究—一种新型空蚀消能工

在大型导流洞改建为永久利用泄洪洞方面，泄洪，消能和空化之间的协调是最重要的问题之一。在以往的设计中，在满足国大的泄量和消能量条件下，通常泄洪洞还是满足σｆ〉σｉ，以免发生空化空蚀。本文提出的一种新型无空蚀旋涡孔板消能工，通过对水体的控制，允许空化仅在水体内部存在而不致对洞壁空蚀破坏，因此，可以加大消能量，提高泄流能力，使工程设计更为经济安全。     

孔板式消能工消能研究

多级孔板消能(Multi-Orifices Energy Dissipation)技术在小浪底水利枢纽成功运用,为高水头水利枢纽消能提供供新的思路.国内外学者研究表明,孔板式内消能工对相比传统消能形式,不仅具有消能效率高的优点,还可大幅度降低洞内水流流速.减轻含沙水流在洞内高速流动对壁面衬砌的破坏,降低空蚀的风险.文章...     

小浪底工程2号孔板泄洪洞孔板段压力特性原型观测

为了充分论证小浪底水利枢纽工程2号孔板泄洪洞的可靠性，对其在上游库水位247.9m左右及100m级工作水头下的孔板段压力特性进行了原型观测分析。原型观测与模型试验和理论分析结果的对比研究，加深了对孔板泄洪洞消能机理及运行特性的认识，为孔板洞在更高库水位下运行提供了参考依据。     

旋涡孔板消能工的初步研究──一种新型无空蚀消能工

在大型导流洞改建为永久利用泄洪洞方面，泄洪、消能和空化之间的协调是最重要的问题之一。在以往的设计中，在满足较大的泄量和消能量条件下，通常泄洪洞还要满足σｆ＞σｉ，以免发生空化空蚀。本文提出的一种新型无空蚀旋涡孔板消能工，通过对水体的控制，允许空化仅在水体内部存在而不致对洞壁空蚀破坏，因此，可以加大消能量，提高泄流能力，使工程设计更为经济安全。本文对此种消能工（共６种方案）进行了研究，包括Ｑ～Ｈ关系，μ～Ｈ关系，空化和消能特性等，取得了较好的成果。     

竖井孔板泄流消能塔的水力与振动试验

简述了导流洞改建为永久泄洪洞时的不同消能方案和井式溢洪道的特点，给出了竖井与多级孔极组合式泄流消能塔的水流与振动试验实例，振动试验时模拟了塔基的力学特性，具体试验虽是针对一尾矿坝进行的，但这种结构形式和试验结果对水利工程设计也有一定参考价值．     

孔板消能是缩短消力长度的有效途径

掌鸠河引水供水的输水工程首部其旁通管出口采用底流消能方式，当消力池受地形限制其长度较短，开始试验采用一般的常规方法无法从根本上解决消力池的消能问题，后采用了消力池上加设孔扳这一新型消能工形式，试验中经优化孔口直径和孔板起始位置后，较好地解决了下游消能问题。因此利用消力池上加设孔扳这种消能工形式来解决消力池长度不够，是一种有效的方法。这种体型特别适用于中小型工程。     

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。     

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.     

小浪底孔板泄洪洞的施工

小浪底水利枢纽布设的３条导流洞完成导流任务后，陆续改建成永久孔板泄洪洞。孔板洞改建成泄洪洞不仅节省投资，而且可以控制泄洪洞内水流流速，延长泄洪建筑物，但其改建工程是泄洪系统中施工难度最大的关键项目，而其成败的关键在于解决高水头、高流速、高含沙量对孔板洞流道的磨损。     

多级跌水消能的消能工计算与试验研究

在某工程对原设计消能工进行水工模型试验的过程中,多级跌水消能的跌落水舌长度由公式计算的长度,与试验实测的长度有偏差,导致各级消力池的水跃淹没度均偏大,使消能作用减弱,在试验中对各级消力池尾槛进行优化,改善了各级消能工的消能效果。