挑流鼻坎的水力学计算与工程设计

目前,对于挑坎水流所受离心力的影响,多采用同心圆理论进行分析计算。实际上,挑坎上的水流流线并不符合同心圆假定,尤其在R/h较小时,二者相差更远。本文采用等半径流线假定,导出离心力影响系数和水舌实际挑角与鼻坎挑角的关系,制出反弧底部收缩水深的求解曲线,结果与试验资料吻合很好。本文还对挑距的计算作了进一步简化,对鼻坎挑角和反弧半径的选择进行了分析讨论。     

挑流鼻坎合理宽度探讨

挑流消能在消能工中有着广泛的应用,挑流原则要求获得最大的挑距和最小的冲坑.挑流鼻坎的几何尺寸对其起决定性作用,鼻坎挑角、反弧半径可根据规范选取,挑坎顶高程可根据下游最高水位确定,而挑坎宽度没有具体的要求,本文通过假设计算法找出合理的鼻坎宽度,使得挑距最大,冲坑最小.最后还说明了入射水股面积对冲坑的影响.     

挑流水舌挑距及其影响因素概述

在讨论水舌挑距计算式的基础上，全面分析了影响挑距计算的各种因素包括反弧鼻坎挑角、水舌出射角、流速系数、反弧水流坦化，反弧半径及空气阻力等，并给出了各种参数的选择方法。     

泄槽反弧段掺气坎空腔回水的试验研究

空腔回水是制约掺气效果的一个重要因素,影响掺气空腔回水的因素众多且复杂。通过泄槽反弧段模型试验,研究了当流量、挑坎高度、挑坎坡度等因素发生变化时,反弧半径的变化对空腔回水深度的影响。试验结果表明,当其他条件不变时,随着反弧半径的增大,空腔回水深度逐渐减小;反弧半径越小,对空腔回水深度的影响越明显;对于同一挑坎高度或坡度,空腔回水深度随来流量的增加而增加;随着挑坎高度、挑坎坡度的增大,空腔回水深度也随之增大,但当挑坎坡度达到一定时,空腔回水深度将不会增大。研究成果可为优化掺气坎下游设施的设计提供参考。     

红石岩项目部溢洪洞挑坎混凝土启动

<正>6月14日,红石堰塞湖治理工程溢洪洞出口挑流鼻坎开始混凝土浇筑。溢洪洞布置于牛栏江右岸,由引渠段、闸室段、无压洞段及出口挑流鼻坎组成,全长约1280m。出口挑流鼻坎桩号为溢1+196.042~溢1+241.411m,鼻坎采用舌形鼻坎,反弧半径R=60m,挑流鼻坎段长45.369m,最大高差19.69lm,设计浇筑混凝土量为8000m~3。挑流鼻坎混凝土浇筑采用分层分块的形式,主要分为基础     

高陂水库溢流堰下游挑流鼻坎混凝土施工方案探讨

水库溢流堰泄流消能一般设置挑流鼻坎,又称挑坎,指建在泄水建筑物末端、能将下泄的高速水流向下游抛射的、具有一定反弧半径和一定角度的坎。因此该水工建筑结构具有不规则形状,在施工混凝土方案中,尤其是模板设计、拆除模板等工序要注意。文章结合高陂水库项目简要探讨了挑流鼻坎的施工方案,供同类工程参考。     

差动式挑流鼻坎反弧段三维建模研究

为研究差动式挑流鼻坎体型参数对其水力特性的影响,文章首先用Gambit软件对较为简单的连续式挑坎建模,然后对差动式挑坎进行三维建模,上述目标均可完成从二维图纸到三维模型的建立。研究发现适合CAD图纸中预先对曲线构成的反弧段进行调整,然后再对高低挑坎逐个拉伸建模。并且此种建模方式有利于数值模拟计算区域闭合,便于高低坎挑角、反弧半径等体型参数的调整。     

以淹没射流的观点估算窄缝挑坎外缘射流抛射距离

流速系数的大小直接反映了溢流面上的能量损失,决定了反弧鼻坎上平均流速的大小,从而影响着水舌挑距的计算结果。以淹没射流的观点估算窄缝挑坎理论挑距,其结果和实际运行情况基本吻合,说明所得公式有一定的精度。     

泄槽底部掺气坎后水流掺气浓度分布模型试验

针对泄槽底部掺气坎后的掺气浓度分布规律较为复杂、研究成果较少的问题,为了更清楚地探究泄槽底部掺气坎后上游直段、反弧段及下游直段水流掺气浓度分布规律,采用含有反弧段的泄槽进行模型试验研究。试验结果表明:上游直段、反弧段及下游直段水流中不同水深处掺气浓度的沿程变化规律是不相同的;其他条件不变时,水流掺气浓度随掺气坎高度的增加而增大,随反弧段反弧半径的减小而减小;掺气坎高度和反弧半径对掺气设施的有效保护范围有一定的影响,适当提高掺气坎的高度和反弧段的半径对增大掺气设施的有效保护长度有利。     

纵向错落差动式挑坎水力特性的研究

为探究一种新型纵向错落差动式挑坎的水力特性,对此种挑流鼻坎的体形参数进行设计,其中反弧半径为10 m的低坎和5 m的高坎的起挑点均紧接在坡比为1∶1的溢洪道后,保持两种挑坎的高度相同均为0. 94 m,则可确定高挑坎挑脚为35°,低挑坎挑脚为25°,并且使得低坎的纵向长度小于高坎的纵向长度,即流经高坎的水舌在纵向上比低坎水舌优先起挑。通过Fluent中对划分网格的三维模型进行数值模拟,计算结果表明,此种新型挑坎有效加大挑距超过60%,扩大下游落水面积,有利于增加冲刷坑面积从而减轻对下游河道的局部冲刷。在明显减小鼻坎处压强的同时,没有产生易发生空蚀空化的负压区,有利于对挑流鼻坎处的保护。     

泄槽反弧段掺气坎的空腔特性

空腔特性是影响掺气效果的重要因素之一,而空腔长度和空腔积水是反映掺气空腔特性的两个重要指标。通过二维数学模型建立和数值模拟计算,对反弧半径、掺气坎体型与反弧段水流特性及掺气空腔特性的影响关系进行研究。根据数值模拟结果可以看出,反弧半径的增大会引起空腔长度的增长而减短空腔积水长度;挑坎坡度越陡,空腔长度和空腔积水长度都会变得越长;空腔长度和空腔积水长度都与挑坎高度成正比关系。本结果可以为优化掺气设施提供科学依据。     

关于高速水流在鼻坎上自由挑射射程问题

原文对影响自由挑流射程的主要因素及射程(水舌內线)的估算方法作了很多研究,除建立了經驗計算公式外,还正确地指出鼻坎反弧半径R与单寬流量q对射程L值有极密切的关系。笔者认为,原文对影响自由挑流射程主要因素分析中,有些問題尚待进一步商榷。 (一)自由挑流射程理論式最优挑角α_a的确定原文认为,当α=30°～40°,其他条件一定时,射     

挑流反弧段水流掺气浓度的试验研究

通过泄槽水力学模型试验,研究了溢洪道、泄洪洞等泄水建筑物挑流反弧段掺气浓度的沿程变化规律;分析反弧段掺气浓度分布与挑坎高度、挑流段反弧半径以及来流流量之间的关系,以期为优化掺气坎体型及掺气坎下游设施提供依据。试验结果表明,挑流反弧段水流表、中、底不同部位掺气浓度的沿程衰减率是不相同的;在试验范围内,挑流反弧段水流掺气浓度随掺气坎高和反弧半径的增大而增大,随流量的增加而减小。     

斜鼻坎挑流消能水力特性试验研究

特殊地形地质条件下,高水头泄水建筑物连续式挑流鼻坎出射水流水股集中,下游所形成的冲坑可能威胁到河岸山体稳定性及相邻建筑物的安全。在不过多改变原设计体型的情况下,将连续式鼻坎优化为斜鼻坎,迫使出坎水舌在平面上转向沿竖向大幅拉开,既能够使水流平顺归河,也能有效降低水股对落点的冲刷。试验研究表明,异型斜鼻坎反弧范围的水流流速和压力分布,较之连续式鼻坎未见明显变化,采用斜鼻坎挑流消能,发现较之连续式鼻坎挑流消能并不必然增加空蚀破坏可能性。     

挑流鼻坎反弧半径的拟定

一、前言高速水流在鼻坎上自由射流的射程一般用下式计算式中V_e是断面平均流速.上式反映了射程L与挑角θ、单宽流量以及总水头之间的关系,而未考虑水舌的扩散、掺气、反弧半径R等因素对挑距的影响.设计时正确选用反     

塘尾分洪闸消能防冲措施的试验研究

本文借助断面及整体水工模型试验手段对塘尾分洪闸消能防冲问题进行了研究，限于当时国内外资料与水平的不足，认为该闸鼻坎脚受水流严重淘刷的原因，可能中原面流消能工设计不当，鼻坎长度过短，鼻坎高程偏低，反弧半径偏小，故对出闸水流无法起到导向作用，导致流态不稳，反复出现回底流，还有就是闸门管理运用的不当，闸后产生强烈回流，经过对比试验，提出了三种修改方案及闸门合理运用措施，较好地解决了工程实际问题。     

猴山水库泄水建筑物布置及设计综述

文章结合猴山水库水文地质条件,通过比选泄水建筑物型式、效能型式和溢流坝规模,科学设计泄水建筑物布置方案,并分析了溢流坝段布置、定型设计水头计算、堰面曲线、效能挑流鼻坎反弧半径等内容,为泄水建筑物布置方案优化设计提供一定参考.     

关于高速水流在鼻坎上自由挑射射程问题

本文主要內容为通过試驗研究,对于高速水流在鼻坎上自由挑射射程問題,进行下列問題的探討: 1.影响水流自由挑射射程的主要因素; 2.造成挑流最大射程的鼻坎条件和任意射程的估算方法。由試驗研究初步成果証明:高速水流在鼻坎上自由挑射射程远近与挑射角度和半径都有密切关系。特別在单寬流量較大(当其他条件一定)时,鼻坎段的角度和半径的恰当配合,对于射程远近具有决定性作用。針对这一問題,本文提出了初步設計挑流鼻坎角度和半径的新方法、和估算射程的簡便經驗公式。     

塘尾分洪闸消能防冲措施的试验研究

本文借助断面及整体水工模型试验手段对塘角分洪闸消能防冲问题进行了研究，限于当时国内外资料与水平的不足，认为该闸鼻坎脚受水流严重淘刷的原因，可能是原面流消能工设计不当，鼻坎长度过短，鼻坎高程偏低．反弧半径偏小，挑角偏小，故对出门水流无法起到导向作用，导致流态不稳，反复出现回底流，还有就是闸门管理运用的不当，闸后产生强烈回流。经过对比试验，提出了三种修改方案及闸门合理运用措施，较好地解决了工程实际问题。     

太湖水库溢洪道挑流鼻坎优化设计研究

该文阐述了通过对太湖水库溢洪道进行模型试验,复核原设计方案的合理性,并提出优化设计方案.由模型试验结果可知溢洪道泄流能力满足设计要求,但鼻坎挑流挑距过短,水舌空中消能不充分,冲坑尺寸大,对下游产生严重冲刷.通过对挑流鼻坎挑角、反弧半径等体型优化设计,挑流形态明显改善,坝体及岸坡稳定不受影响,说明设计合理,对类似工程有一定借鉴意义.