某工程闸门水力特性及闸门启闭试验探讨

应用模型试验方法对某水工附环闸门水力特性、门槽区域水流空化特性、门后通气设施掺气效果、闸门闭门力等进行分析探讨,并进行了门槽段时均压力分布、能谱、脉动压力及通气管风速等的测量分析.分析结果显示,附环水工闸门在闸门全开、启闭及闸门附环与流道形成错台等情况下均无水流空化现象出现,错台高度不超出0.02m时闸门运行的安全性有...     

高水头斜门槽水力特性及闸门持住力研究

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，内容包括闸门在动水下降过程中，闸门区水流空化特性，闸门关闭速度，闸门底缘体型，水流流态，通气孔风速，进气量对闸门持住力的影响，测定闸门持住力以确定启闭机容量。     

三峡电站排沙底孔工作闸门设计

三峡水电站设有７ 个排沙底孔，孔道是在高流速、高含沙水流状态下运行，闸门的操作方式为动水启闭。因此给闸门的设计提出了较高的要求。设计时，结合工作闸门的实际工况，经过反复试验研究，门槽的型式选定为带有错距的标准ＩＩ 型门槽。水工模型试验证明，在闸门全开时，门槽周边区域压力分布正常，无负压出现。门槽水流空化数为１ ．７３ ～２ ．５６ ，相应抗空蚀的安全系数≥３ ．０ 。设计中，对门槽、闸门的材料选择、加工精度均提出要求     

高水平头板闸门水力特性研究

结合三峡电站排沙底孔工作平板闸门进行了高水头闸门水力特性试验研究。内容包括在开心启过程中，闸门底缘后洲涡水流剪切空化引起的闸门空蚀、振动及通气减蚀措施；闸门总体及最佳体型；闸门位置及底缘合理形式；加折流器衣闸室区水流脉动特性。提出了防止门空蚀及振动的具体措施，为高水头闸门结构设计提供科学依据。     

溪洛渡水电站深孔事故闸门和工作闸门的设计

溪洛渡水电站深孔事故闸门及工作闸门的表征参数量级已达世界水平，其水力学性能以及门体结构动力性能，直接关系到泄洪建筑物运行的技术可行性，经济合理性和安全可靠性。本文就深孔事故闸门及工作闸门的总体布置，结构设计，启闭机型式及容量，门槽体系，水力学特性及流激振动等问题进行论述。通过技术，经济等各方面比较分析，深孔事故闸门选用下游止水，水柱下门的平面链轮闸门，闸门门型合理，门槽内流水流空穴数为2.7，门槽体型能满足设计要求，工作闸门采用弧形闸门，闸门门型合理，门槽采用突扩跌坎型，闸门出口段的水流流态较好，压力分布均匀，在工作闸门全开时，水流没有撞击支铰位置，出口段顶板高程及支铰位置合适，较好地解决了高速水流的水力学问题。     

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。     

不同底缘形式的平板闸门水力特性数值模拟

为优化闸门体型,探究不同底缘形式下闸门的水力学特性,采用RNG k-ε模型和VOF方法,结合动网格划分技术,对高水头平板闸门闭门过程中水力学特性进行了数值模拟分析。采用模型试验实测数据验证了数值方法的可靠性;利用非平稳随机过程处理技术(EMD),有效地提取底缘压力趋势项,进而开展底缘形式与水流脉动、持住力相关关系的探讨;通过综合考量底缘压力脉动、空化及持住力特性,寻求最佳底缘体型。结果表明,闸门底缘形式的改变对启闭力影响显著,前倾角底缘形式启闭力最小,底缘压力脉动较小,最不易出现空蚀破坏。     

弧形闸门安装质量控制

弧形闸门是水利水电工程中应用最广泛的门型之一，具有结构简单、不影响水流流态的门槽、启闭力小、操作方便、埋件少等特点，简述水电站弧形闸门安装的施工工序、工艺要点、质量控制目标等，对弧形闸门安装有一定的借鉴和指导意义。     

高水头平板闸门水力特性研究

结合三峡水电站排沙底孔工作平板闸门进行了高水头闸门水力特性试验研究 .内容包括在开启过程中 ,闸门底缘后漩涡水流剪切空化引起的闸门空蚀、振动及通气减蚀措施 ;闸门总体布置及最佳体型 ;闸门位置及底缘合理形式 ;加折流器及闸室区水流脉动特性 .提出了防止闸门空蚀及振动的具体措施 ,为高水头闸门结构设计提供科学依据     

三峡电站排沙底孔闸门区水力特性研究

结合三峡电站排沙底孔闸门区水力特性试验研究成果, 讨论了闸门后为有压流的高水头平面闸门在运行过程中空化空蚀问题, 提出了减免空蚀的措施。通过对标准门槽及窄缝门槽的体型研究, 分别拟定了适合各自门槽的闸门底缘型式。     

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。     

表孔门槽的空化特性分析

表孔门槽与二维凹槽在水力特性上有很大的差异，这决定了它们在空化特性上也有所不同.由于流动形式和堰面曲率的影响，表孔水流往往在堰面上压力低、流速高；在门槽底部，由于压差的作用，槽内旋涡常常随绕流从下游角隅绕出槽外.堰面、涡心以及绕流区的交汇，使压力剧烈下降，极易在门槽下游边墙底部发生混合型空化，其初生空化数远大于水洞中二维凹槽的初生空化数，应在设计中引起重视。     

积石峡水电站中孔泄洪洞工作闸门门槽体形研究

 对于闸后为无压明流的平板工作闸门门槽,其水力特性与处在压力段内的事故闸门门槽相差较大。借助于数值计算的帮助,通过对积石峡水电站中孔泄洪洞工作闸门门槽体形试验研究,包括对原设计方案在内的6个方案的水力特性的比较,最后确定第三组修改方案,即加大门槽错距,扩大其下游棱角的弧半径及平缓后接坡度的优化方案,效果是比较好的。     

突扩跌坎掺气设施深化研究

高速水流下的空化空蚀和高水头下的闸门止水问题是高水头泄水建筑物运行所遇到的2大问题。为深入研究突扩跌坎掺气设施,进一步了解其水力特性和空化特性,以某水利枢纽孔板泄洪洞中闸室通气系统和突扩跌坎掺气设施为具体研究对象,通过建立比尺 1∶20 的局部水工模型,分析研究了通气孔风速、流态、压力、掺气浓度等水力特征参数,并将试验结果与原型观测结果进行了对比。结果表明:该工程布置的掺气效果良好,试验所得通气管内风速随闸门开度变化的趋势、水流掺气浓度、压力及其脉动在数值上与原型观测结果均一致,说明工程原型观测与模型试验对比验证是成功的。理论研究和实际运用均表明,结合闸门止水和掺气减蚀要求的突扩跌坎布置,是符合实际需求且安全可行的,同时也是解决高水头条件下闸门止水和掺气减蚀的有效措施,具有广泛的推广应用价值。     

防射水式门楣对潜孔事故闸门闭门特性影响研究

为降低大型水电站泄洪中孔（或底孔）事故闸门闭门过程中的门体振动,减小门槽及门槽附近区域的脉动压力强度,改善中孔流道流态,以乌东德水电站5号泄洪中孔作为研究对象,建立1〖DK(〗∶〖DK)〗25水工试验模型,研究了事故闸门动水关闭过程中中孔内水流流态、沿程压力及闸门压力等特性,分析了设置通气管、设置防射水式门楣以及常规门楣加高3种方案对闸门闭门动力特性的影响。结果表明：增设防射水式门楣结构可以有效阻断高速水流冲击门体,降低闸门振动,改善中孔流道及闸门受力条件,确保闸门安全、可靠完成动水闭门。相关经验可供类似工程借鉴。     

三门峡大坝双层泄水孔原型噪声观测与底孔改建设计

三门峡大坝泄流排沙孔原为施工导流底孔，其体型不满足黄河高含沙水流的要求，泄水后其斜门槽、工作门槽导轨等部位发生严重破坏。为了查明破坏机理，提出合理的改建措施，于１９８９年对双层泄水孔进行了原型噪声观测。本文介绍了噪声测试水流空化的原理、方法及成果，对照水工模型试验及底孔破坏情况进行了分析，对改建方案进行了论证。此次原型噪声观测为水工建筑物水流空化情况测试和判断提供了新的途径，底孔改建为改善水力条件     

三河口水利枢纽泄洪放空底孔事故闸门水力学及流激振动试验研究

本文针对三河口水利枢纽泄洪放空底孔事故闸门动水关闭过程门体的水力学及流激振动问题,按重力相似准则和水弹性相似准则研制了比尺为1∶20事故闸门的水力相似模型和完全水弹性相似模型。通过模型试验,研究了事故闸门动水闭门过程中门体水力荷载和流激振动响应特性。研究结果表明:闸门上游底缘倾角由47°增大为57°时,上游底缘的最小压强由-98. 0 kPa增大为271. 8kPa,有利于防止闸门底缘附近发生水流空化及减小闸门闭门力。研制的事故闸门水弹性模型试验模态结果与数值计算结果吻合较好。该事故闸门水弹性相似模型能够更直接的测量分析闸门的流激振动响应特性,为闸门的设计和运行提供技术支持,并可为类似工程事故闸门的结构优化设计及运行提供参考。     

深孔泄洪洞工作（闸）弧门下游水流空化特性分析

深孔泄洪洞工作弧门下游体型及弧门开启方式决定着水流流态的变化,选择不合理有可能引起底板的空蚀破坏。为了明确与此相关的空蚀发生机理及条件,通过水力学模型试验,并结合简单数值模拟计算,对不同体型、不同水头、不同开度条件下的水流空化与空蚀特性进行研究。研究结果表明:受弧门出口射流流场分布影响,弧门下游抛物线及下游陡坡初始段底板压强随着底板以上总水头的增加及弧门开度的减小会快速下降,最大负压接近或超过-14 k Pa,连接闸室与抛物线之间的水平段长度增加5 m,虽然可以使底板压强有一定幅度增加,但高水头、小开度工况下的水流最小空化数仍然比较小,最小值不足0.2;如果以0.2作为抛物线及其上下游段水流初生空化数,同时底板的施工不平整度有所控制,则总水头40 m时弧门最小开度可以达到1/4,若总水头增加至65 m时,弧门只能全开或3/4开度运行,低海拔地区或水平段加长5 m后最小开度可到1/2~3/4。     

带导流墙的门槽结构在闸门全开工况下的应用

从空穴特性、流态特征方面出发,分析了带导流墙的门槽结构在闸门全开泄洪情况下改善流态、降低门槽受冲刷和空蚀危险性方面的作用,认为其在深孔泄水道闸门及其他高水头平面闸门中有很好的推广应用价值。