窄缝式消能工的水力特性及其体型研究

叙述了窄缝坎挑流的水流特性，消能标准及其体型Lα，β,b,B的选择，窄缝使水舌出流挑角θ2增大，水舌纵向拉开。试验提供了不同β与θ2变化关系的试验成果及水舌纵向拉开值的估数式，解决了水力计算中的这一问题，可供工程设计人员参考。     

悬栅消能工水力特性研究

对新型悬栅消能工流场的测试，揭示了悬栅流场的水流流态、流速分布、水面线形态和压力分布等水力特性。测试分析表明，随着过水流量、悬栅栅条悬置高度、悬栅栅条间距及悬栅栅条断面形状的改变，其水力特性也随之发生变化，并直接影响着悬栅的消能效果。运行实践证明，悬栅消能工消能效果好，造价低。     

水电站排沙廊道体型的优化

以大朝山水电站排沙廊道的１：５０物理模型为依托，通过对正向廊道、反向廊道和双向廊道的体型优化试验，从廊道的排沙效果、水力特性和磨损强度等，论述了廊道的平面布置以及孔口高程、尺寸和导流角的确定。提出了可供设计部门采用的双向排沙廊道的优化体型。     

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。     

窄缝式消能工的水力特性及其体型研究

研究窄缝坎挑流的水流特性、消能要求及其体型参数的选择 .窄缝使水舌出流挑角增大 ,水舌纵向拉开 ,形成水流变形耗能 ,且加剧了水流紊动、水舌破碎而掺气的耗能 ,使消能效果增加 ,冲刷减少 .提供了不同收缩比与水舌出流挑角变化关系的试验成果及水舌纵向拉开值的估算公式 .     

泄洪洞消力池体型优化及优化体型的水力特性

在水利工程中,大单宽流量、低Fr引起的振荡水跃一直是比较棘手的问题。本文依进行体型优化试验研究,提出了收缩扩散与底流复合消能的消力池体型,优化后的消力池体型为在原窄深底流箱力池进口前设置Y型收缩墩后的复合型消力池,在不同来流条件或不同尾坎高度下,消力池会出现三种基本流态：自由射流流态、淹没射流与咯淹没底流复合流态以及淹没射流与过淹没底流复合流态。当消力池内水流呈现淹没射流与略淹没底流复合流态时,法内水流较稳定,被动较小,为较优流态。     

阶梯溢流坝与二级消力池联合消能体型研究

阶梯溢流坝以其较高的消能率被广泛用于工程中,但对其深入的研究尚少。通过数值模拟计算结合模型试验的方法,研究溢流坝的过渡台阶组合以及两级消力池入池体型对于溢流坝流速、流态、消能率等水力特性的影响表明:过渡台阶组合与消力池入池体型对整体消能率影响较小,阶梯溢流坝入流端采用小尺寸逐渐过渡到均匀尺寸台阶的组合能有效调整入池流态,消力池入池端采用斜坡代替台阶调整入池下跌水流角度,可减少对于消力池底板的冲刷,证明采用入池斜坡的阶梯溢流坝与二级消力池联合消能具有良好的消能效果。     

水电站排沙廊道体型的优化

以大朝山水电站排沙廊道的１:５０物理模型为依托，通过对正向廊道、反向廊道和双向廊道的体型优化试验，从廊道的排沙效果、水力特性和磨损强度等，论述了廊道的平面布置以及孔口高程、尺寸和导流角的确定。提出了可供设计部门采用的双向排沙廊道的优化体型。     

拱形网板消能工水力学特性试验研究

拱型网板消能工是适府于低F消能的消能结构型式．它由垂直于水流并设置在水跃区间的多孔连水的半圆拱形网板和护坦组成．拱网的作用是使水流产生三维扩散、撞击、永胜对冲，从而促进条动掺气，试验表明．拱形网极消能工与挖深式消力池相比，在F＝1．64～5．48范围内，有能率提高幅度为22～182％．跃后水深降低10～60％，防护区间长度可缩短50％左右，个省投资加％以上．     

导流洞出口消能工的合理体型

通过几个工程导流洞出口消能工的试验研究成果，说明不同导流洞的合理消能工体型，可供设计者参考使用。     

水库溢洪道多级消能优化研究

水电站多具有长泄水道、大落差发电特点,对于这类电站单级消能工已经不能满足安全和经济要求,因此,宜采用多级消能。本以大河边水库为研究对象,针对溢洪道原设计方案中的不利水力现象进行了方案修改,取得了良好效果。     

梯形转叶螺旋流消能装置水力特性研究

在有压输水管道内部装配合适的消能装置是解决供水工程剩余水头的一种重要消能方式。本文介绍了梯形转叶螺旋流消能装置的水力特性试验研究,根据试验数据计算分析了消能装置的消能效果,并对其在不同扭转角度下的消能效率进行了分析,从而确定此类消能装置最高消能效率可达水流压力的80%以上,能对下游建筑物设施起到良好的保护作用。综合试验结果表明,该装置结构基本合理,可作为管道消能装置设计的依据。     

戽流消能沿程水面波动特性研究

为探究采用戽流消能方式时下游河道水面波动的情况,结合某实际工程建立了1∶60整体物理模型,应用DJ800多功能采集系统对自由戽流、附着戽流、临界戽流及淹没戽流时下游山区河道内沿程水面波动特性进行了模拟,并对沿程波高、周期、波长、波速及波动概率密度等特征参数进行统计。研究结果表明:戽流消能形成的涌浪在x/D20的范围内衰减明显,之后衰减明显减缓;稳定戽流时,坝下水面波动周期、波长及波速较其余戽流流态均明显变小,且河道平面转弯对波浪的衰减影响有限,波浪传播较远;不同戽流流态河道内波动主要分布在±3σ范围内,基本符合正态分布。研究成果可为类似工程的防波设计提供参考依据。     

水垫塘的水流特征和消能规律研究

 结合乌江构皮滩水利枢纽工程消能问题研究,用热膜流速仪在比尺为1∶380的精细模型上量 测了拱坝挑跌流在水垫塘内的流速场,并由试验成果分析了淹没射流在水垫塘内的消能过程, 计算了消能率。研究表明,要想提高水垫塘的消能效率,就必须设法增大强紊动剪切层区的范 围。      

水垫塘的水流特征和消能规律研究

结合乌江构皮滩水利枢纽工程消能问题研究 ,用热膜流速仪在比尺为 1∶380的精细模型上量测了拱坝挑跌流在水垫塘内的流速场 ,并由试验成果分析了淹没射流在水垫塘内的消能过程 ,计算了消能率。研究表明 ,要想提高水垫塘的消能效率 ,就必须设法增大强紊动剪切层区的范围     

泄洪洞台阶底面消能减蚀研究

通过新疆某工程表孔泄洪洞水工常压及减压试验的观测研究 ,论证了在高流速泄洪洞底面应用台阶减速消能的可行性 ,探讨了台阶的空化特性 ,并提出了合理的掺气设施体形     

红石大坝泄洪消能工改造工程围堰设计优化及围堰拆除的设计与施工

红石大坝泄洪消能工改造工程围堰,原设计采用斜墙低堰与心墙高堰结合的方式,斜墙低堰位于迎水侧,在其保护下进行心墙高堰的施工。但在斜墙低堰填筑粘土斜墙时,由于电站每天都要调峰发电,已填筑的粘土经发电水流冲刷、浸泡后泥浆化,并被冲走。为此,采用了一种兼具粘土心墙与斜墙特点的围堰形式,取得了较好的效果。在围堰拆除时,采取尽量推迟平压充水时间、合理规划弃渣场等措施,保证了良好的拆除质量和进度。     

三河口水利枢纽泄洪消能工体型优化试验研究

通过水力学模型对三河口水利枢纽泄洪消能工体型进行了试验研究。结果表明:两底孔出口采用矩形不对称宽尾墩形成的窄缝体型,三表孔采用左、右表孔差动式齿坎与中表孔舌型鼻坎组合的优化方案具有表孔、底孔出口水舌上下分层、前后拉开、横向扩散的特点,从而改善了水垫塘内的水流流态,提高了消能效率,水垫塘底板所受动水冲击压力及脉动压力达到了设计要求。     

跌坎型底流消能流态转捩及控制研究

跌坎型底流消能工是一种建立在常规底流消能工基础上的新型消能工。通过理论分析得出,跌坎型底流消能工消能率随着跌坎高度与上下游水深的变化而发生变化,且不同入池Fr下,满足消能率所需坎高与水深不同。结合某大型水电工程进行验证,针对上游相对水位120.0~140.0 m、下游相对水位40.0~50.0 m,跌坎型消力池内水流流态特征进行分析。研究结果表明,跌坎型消力池内水位波动最大值发生在跌坎下游50~100 m范围内;随着跌坎型消力池跌坎高度的变化,消力池内水流可呈现出三种不同流态特征;当跌坎断面采用收缩体型后,跌坎高度可得到提升,有效地保障消力池内水流流态稳定和消能效率,改善消力池内临底水力学指标。     

非对称入流复合消力池消能体型研究

为了适应工程地形所需的复合底流消力池以其布置形式简单、工程投资小等优点,在中小型水库工程中得到广泛应用,但其在非对称入流条件下普遍存在水流流态复杂、消能率低等各种问题。基于抚宁抽水蓄能电站下库泄洪消能建筑物,采用水力学模型试验与数值模拟相结合的方法,对复合消力池消能体型及入流方式进行了研究。结果表明：将传统消力池的均匀对称入流方式调整为适宜的非对称方式后,既扩大了消力池水流入水的空间范围,又保留了三元水跃高消能率的优点,同时也解决了因入流不均匀及消力池体型不对称而产生的消力池内水流旋转问题。通过模型试验和数值计算发现,这种底流消能体型布置方式极大提高了入射水体与下游水垫的剪切碰撞作用,降低了消力池临底流速与底板压强,且流态稳定,适于工程不同工况的安全运行,也使消力池总消能率提升了约10%。