水闸底流消能常见辅助消能工型式综述

传统底流消能在低水头、低弗劳德数下的消能效率较低,为提高消能效率,辅助消能工应运而生。本文基于工程应用及研究现状,介绍了辅助消能工中常见的消力墩、宽尾墩、尾槛、悬栅以及联合辅助消能工的研究进展,给出了各辅助消能工的示意图、特点和适用条件。在消力池中加设辅助消能工是解决水闸消能最基本、最有效的方法之一,但在消力池中单独加设一种辅助消能工有时无法满足消能要求,而联合应用的辅助消能工可以达到更好的消能效果,进一步提高消能效率,同时可利用各自的优点弥补对方的缺点,使消能工更加持久耐用,从而保护水闸的安全运行。     

台阶式溢洪道相对流速和相对消能水头的关系

流速和消能水头是重要的水力参数,但在台阶式溢洪道中尚无系统研究成果。将台阶式溢洪道流速、消能水头与对应光滑溢洪道流速、消能水头对比,引入相对流速、相对消能水头的概念。通过对0.5,1.0,2.0 m 3种不同台阶高度,38.66°坡度的台阶式溢洪道进行试验研究,探讨了流速、消能水头,相对流速、相对消能水头之间的关系。结果表明:非均匀流流态下流速、消能水头呈曲线关系,不便分析应用;相对流速和相对消能水头表现出良好线性关系,相关系数0.973 7~0.995 9,证实了引入相对流速、相对消能水头的必要性。     

冲击墩、台阶与消能塘联合消能的试验研究

对泄水建筑物消能工形式的选择是水能资源开发中的重要环节。某水利工程输水洞下游消能塘采用冲击墩、台阶与消能塘联合消能的方式进行消能设计,为研究三种消能工的消能效果,通过模型试验对其消能工的消能率进行对比分析,共进行两种工况的消能方案计算,分别为冲击墩与消能塘联合消能、冲击墩与台阶及消能塘三者联合消能。计算结果表明,三者联合消能方式可以有效消除输水洞水流入塘时的能量从而减轻水流对下游河床及岸边的冲刷,达到保护工程安全的目的。更多还原     

发电机同步电动机降损节能导电装置

降损节能导电装置能把电刷滑环引起的损耗降低到12.3%～14.2%,能减少85.8%～87.7%的损耗;能消除电刷滑环产生的电弧碳粉铜沫引起的污染、故障、事故的危害,能提高发电机的运行可靠性、安全性、极限容量、效率出力、使用寿命,能减少励磁损耗、维护工作量、维护费用,能消除碳粉沫铜沫污染。因此降损节能导电装置能使有刷励磁发电机、同步电动机实现节能减排升级换代。     

台阶式溢洪道的水力特性

台阶式溢洪道是水利工程中常见的新型泄洪消能方式之一,相比于其他消能方式有较高的消能率、能很好地降低溢洪道末端流速,工程造价低、不易发生空蚀等诸多优点。文章概述了台阶式消能工机理及其主要研究方法,归纳了学者对台阶式消能已有的研究结果,并从溢洪道表面台阶设置、水力特性参数、台阶自身形态与消能特性关系3个方面总结了消能率的影响因素,进一步讨论了"M"和"V"2种新型的台阶溢洪道消能特性,通过改变台阶形态增强了消能效果,较大程度地缩减了溢洪道的长度,降低了对下游消能设施的要求。     

戽流消能在沙阡水电站工程的研究与应用

沙阡水电站大坝下泄洪水具有单宽流量大、上下游水位差小、低弗劳德数的特点,水跃消能效率低下,且消能工设计受大坝下游约200m处渔塘大桥的制约,通过对面流消能和戽流消能两种消能工型式的设计及水工模型试验研究,最终确定采用消能效果较好的戽流消能作为本工程的消能工型式.     

底流消能计算中有关收缩水深的计算方法分析

在日常水工设计工作中,常见的消能方式有3种:底流消能、挑流消能、面流消能。其中最为常见的是底流消能,也称为水跃消能。它的消能原理是通过修建消力池来控制水跃发生的位置,从而消耗大量多余的能量。底流消能一般适用于软土地基和中低水头泄水建筑物。在实际设计中,要想做好消能工的设计,关键是收缩水深的计算。通过运用举例、对比及分析的方法来探讨底流消能计算中收缩水深(hc)应如何确定的问题。     

冲击式消能箱在宾阳清平水库主坝输水隧洞中的应用

清平水库主坝输水隧洞灌溉管为压力圆形钢管出流,原消能设计采用消力池,钢管出口射流对与消力池连接的渠道边墙产生剧烈冲击,受冲边墙基础被淘空,在墙后形成两个大塌坑,严重影响灌溉渠道的正常运行,整改后用冲击式消能箱,消能效果显著改善。冲击式消能箱具有消能效率高、工程投资省、施工简便、空间体积小等优点,对受地形、地质条件限制的有压管出流消能工程,冲击式消能箱具有推广运用价值。     

水工隧洞内消能工的研究及应用进展

对于高水头、大流量的水电工程,以往的消能工具有一定的局限性,研究表明,把大面积遭受高速水流作用改为局部承受的消能方式,是高坝泄洪消能的一条有效途径。内消能工主要有孔板(洞塞)式消能工、旋流式消能工、消力井等3种形式。实践表明,内消能工对改善大坝下游水流流态,保护下游环境,保障下游边坡稳定等有积极作用,综合考虑,旋流式消能工具有较大优越性。对水工隧洞内部消能技术尚需开展进一步的研究与实践。     

某高水头、长距离引调水工程关键技术分析

消能、水锤防护、水力学计算是高水头、长距离引调水工程关键技术问题。采用中部设置消能电站,消能电站前布置调压井,消能电站后设置三级水锤防护阀门的工程措施,可有效解决消能与水锤防护问题。并对消能电站前的引水系统进行调保计算,对消能电站后的供水管道进行水损计算,结果表明:上水库死水位275.0 m与调压井最低涌浪水位226.30 m的连线为消能电站前压力水头下限值,校核工况下的管道水力坡降线为消能电站后的压力水头下限值,依据压力水头下限值进行线路布置后,水流能稳定自流到各水厂,水厂的最小水头富裕值为6.21m。     

低佛氏数底流消能辅助消能工模型试验分析

低佛氏数底流消能的消能效率低,消力池工程量大,往往需要设置辅助消能工.结合某电站消能防冲段模型试验,对3种形式辅助消能工的水流流态、消能率、经济效益进行了分析,结果表明:在消力池末端布置T形消能墩,可发挥其增加小尺度旋涡、增强局部紊动、混掺水流的功能,提高消能率,而且可使消力池尺寸大大缩小,经济效益十分显著,是一种较理想的适用于低佛氏数泄水建筑物的辅助消能工形式.     

水布垭水利枢纽岸边溢洪道设计

水布垭水利枢纽具有水头高、流量大、地质条件复杂、建筑物布置集中等特点.因消能区地层抗冲能力差,故泄洪消能设计难度较大.经多方案比选,泄洪消能建筑物采用岸边溢洪道全表孔布置方案,溢洪道采用阶梯式窄缝鼻坎挑流消能,下游防冲建筑物采用护岸不护底的防淘墙方案.阐述了泄洪消能特点及设计原则,对溢洪道布置、泄洪方案、消能方案、溢洪道结构设计进行了介绍.     

高水头泄水建筑物泄洪消能设计思路探讨

探讨了高水头泄水建筑物集中消能和分散消能两种消能方式的特点,通过工程实例,重点介绍了分散消能方式。本文认为,分散消能方式可减轻消力池或下游水垫塘的消能负担;在流道内设台阶消能工能有效降低流速,减小水流冲刷破坏作用,台阶产生紊动均匀流,水深、流速不变,理论上可应用于水头200m3、00m量级以上的溢洪道设计。设法在流道内提高消能率,可收到事半功倍的效果。     

某水电站多股多层淹没射流水力特性研究

通过模型试验验证了与消力池底板具有一定高差且基本平行的多股、多层射流进入消能水体的中部,在各主流的四周形成消能旋滚、强剪切三元紊动的新型消能工,具有雾化较低、消能效率较高、流态稳定等特点,能够有效地解决泄洪前沿宽度有限、单宽流量较大、下游河道水位变幅较大的水电工程泄洪消能难题。     

井流消能及其应用研究成果综述

本文就消力井的类型,超典型井流的水力特性、流态类型及其演变规律性,泄流量、尾水条件与几何边界的相互影响,井后的冲刷及井体的稳定性,井内沙石的运动,以及超典型井流消能在内蒙古赤峰地区的应用作了总结,提供了新的研究结果;阐明了井流的流态演变规律性及消能机理,井流消能工的设计准则;介绍了可供实际使用的超典型井流消能水力计算公式;指出低坝引水渠首在大泄流量、低弗劳德数、低尾水的条件下,坝下消能是必须妥善解决而至今国内外尚未很好解决的难题,而超典型井流消能是一种消能效率高、工程量小、工期短、造价低(仅为底流消能的50％)、效益高,值得推广的消能型式。文中还以实例进行了分析对比。     

盖下坝水电站大坝泄水及消能建筑物布置

盖下坝水电站工程泄水建筑物采用坝身表孔泄洪,跌流加消能塘消能,有效解决了河谷狭窄、高水头等泄洪消能难题.通过充分研究地形、地质和水力条件,选择了合适的消能建筑物结构形式和布置,并得到水工模型试验的验证,布置合理,泄洪消能效果良好.     

我国高坝泄洪消能新技术的研究和创新

60年来,特别是改革开放30多年来,我国的水利水电建设事业得到飞速发展,建成和在建一大批具有世界级水平的大型水利枢纽,为了满足工程建设的迫切需要,向设计提供技术先进、安全可靠的泄洪消能方案,促使我国在高水头大流量泄洪消能技术和高速水流的研究方面达到世界领先水平。本文重点评述我国在高水头、大流量泄水建筑物泄洪消能方面所取得的一些重要研究成果,包括宽尾墩联合消能工、窄缝挑坎消能工、高拱坝水垫塘消能、内消能工和高水头泄洪隧洞掺气减蚀等若干新的研究成果。     

戽流与挑流联合消能工在狭窄弯道河段水电工程中的应用

基于甘南某水电站工程实践,针对单纯挑流消能工在狭窄河段应用时,存在易冲刷两岸、冲坑深度大、消能不充分的问题,将该工程中间表孔的挑流消能方式调整为戽流,将两侧表孔、底孔挑流向河中间集中,根据调整后模型试验成果,由于采用了分散消能形式,有效降低了冲坑深度,消能效果良好,这种戽流与挑流联合消能形式,为狭窄弯道段水电工程消能设计提供了新思路。     

导流洞复合式出口消能体型的研究与应用

狭窄河谷中高水头、大流量、复杂地质条件的工程前期导流工程面临高速水流泄洪问题,对消能体型要求较高。基于水工物理模型试验对某水利枢纽导流洞出口消能体型进行优化探索,先后提出右岸导向、洞线偏移、左岸分流、强迫消能+左岸分流4种布置方案,通过对水流流态、流速和冲刷特性等水力参数进行测定和比选,最终推荐强迫消能+左岸分流的复合式消能体型,并对推荐体型对大小流量工况的适应性进行导流全过程试验分析。结果表明：复合式消能体型在各工况下消能效率较高,围堰及左岸近岸流速明显降低,分散水流能有效封堵回流,水面波动强度减弱,主流顺利归槽,冲淤情况良好,保护左岸免受冲刷。该复合式消能体型能够满足工程消能及安全稳定要求,可为具有类似特点的导流洞工程的出口设计提供参考。     

某大型水利枢纽泄水建筑物的消能防冲设计

以某大型水利枢纽为例,介绍其泄水建筑物的消能防冲设计,经消能型式比选、消能水力计算及基础排水方案比选,推荐采用底流消能型式、综合式消力池及抽排排水方案.