突扩、突跌掺气设施水力特性研究

发布时间：2017-11-26 07:01

  本文关键词：突扩、突跌掺气设施水力特性研究

  更多相关文章： 模型试验 突扩宽度 突跌高度 掺气浓度 空腔长度 脉动压强

【摘要】：我国水力资源十分丰富,河流众多,海岸线漫长,类型多种多样。改革开放几十年以来,我国水利水电事业发展速度十分迅猛,高水头泄水建筑物、泵站、水电站陆续出现,高水头水工建筑物的设计、施工及科研中经常会遇到高速水流的问题,从过去认为是局部出现的空蚀空化现象已经发展成为影响整个枢纽、电站、泵站正常工作的关键问题。国内外大量工程实践表明,通过强迫掺气来减免空蚀破坏已经成为一种最有效的手段。不同的掺气设施,其掺气体型不同,掺气效果不同。本文就突扩突跌体型掺气设施进行研究和探讨分析。本文主要采用水工模型试验和理论分析相结合的研究方法,研究了突扩突跌体型掺气设施下的水力特性问题。为提高掺气设施的进气效率,采用控制变量法,通过改变突跌高度、突扩宽度,形成不同的突扩突跌掺气设施组合,以及通过改变流量来分析不同方案、工况下水流的掺气浓度变化规律、影响因素,气泡与掺气浓度关系,掺气空腔长度的敏感因素以及底板、侧墙处不同区域时均压强和脉动压强分布特征。得到的主要成果和结论如下：1)采用控制变量法研究了掺气设施后不同横断面左、中、右水流掺气浓度的沿程和沿水深的变化规律,掺气浓度沿程呈单峰值变化；不同水深处,峰值前,中间处最小,表面最大,峰值后,底部最小,表面最大；不同横断面处,左右两侧呈对称分布且大于中间部分。2)分析影响掺气浓度的三种因素即流量、突跌高度、突扩宽度时可以得出,掺气浓度与流量、突跌高度、突扩宽度均呈正相关关系。3)在同一区域,小尺寸气泡的数量概率大,对掺气浓度的贡献大,小尺寸气泡的分布规律与水流掺气浓度的分布规律一致。4)底、侧空腔长度受流量、突扩宽度、突跌高度的影响敏感性不同,对于流量,底、侧空腔长度受其影响的敏感性几乎一致,底空腔长度对突跌高度的改变敏感性较强,侧空腔长度对突扩宽度的改变敏感性较强。5)底板上脉动压强约为时均压强的0.4～0.6倍,随着流量的增加底板上脉动压强加大,冲击区的脉动压强高于下游稳定区的脉动压强；侧墙上脉动压强约为时均压强的0.6-0.7倍,侧墙上脉动压强随流量的增加而加强,侧墙冲击区处的脉动能量偏离正态分布,稳定区域的脉动能量趋于正态分布；侧墙处的脉动压强小于底板上的脉动压强。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV135.2

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本文编号：1228911