旋流消能工内空腔旋流的流速特性

发布时间：2018-01-08 06:02

  本文关键词：旋流消能工内空腔旋流的流速特性　出处：《四川大学学报(工程科学版)》2016年02期 　论文类型：期刊论文

  更多相关文章： 空腔旋流 流速特性 切向流速 组合涡 数值模拟

【摘要】：为了揭示空腔旋流的内部流场特性,以公伯峡水平旋流消能工为例,结合数值模拟和试验成果,研究空腔旋流的流速特性。结果表明,随半径的增大,同一轴向断面的切向流速呈先增大后减小的规律,具有组合涡的分布特性,而轴向流速具有先急剧增大,而后平缓变化的特性。旋流消能工内空腔旋流的流动以切向流动和轴向流动为主,且沿程是由切向流速向轴向流速转变的,并与旋流角的沿程分布相印证。组合涡指数是旋流内部流动自由程度和能量损失的体现,在研究流段上其值介于-0.8~0.5之间,并随半径的减小而减小;组合涡指数的沿程分布表明旋流消能工内的空腔旋流沿程是由准强制涡向准自由涡转变的。推导并建立压强及流量的计算公式,代入数值模拟结果验证了空腔旋流的组合涡运动规律,成果可为空腔旋流内部微观流动特性的研究提供参考。
[Abstract]:In order to reveal the internal flow field characteristics of cavity swirl, taking Gongboxia horizontal swirl dissipator as an example, combined with numerical simulation and experimental results, the flow velocity characteristics of cavity swirl are studied. The results show that the flow velocity increases with the increase of radius. The tangential velocity of the same axial section increases first and then decreases, and has the characteristics of combined vortex distribution, while the axial velocity increases sharply at first. The flow of swirl energy dissipator is mainly tangential flow and axial flow, and the flow along the direction is from tangential velocity to axial velocity. The combined vortex index is the embodiment of the free degree and energy loss of the swirl flow, and its value is between -0.8 and 0.5 in the studied flow section. And it decreases with the decrease of radius. The distribution of the combined vortex exponent shows that the swirl flow in the swirl energy dissipator is changed from quasi-forced vortex to quasi-free vortex. The calculation formulas of pressure and flow rate are derived and established. The combined vortex motion of cavity swirl is verified by the numerical simulation results, and the results can provide a reference for the study of microscopic flow characteristics in cavity swirl.
【作者单位】： 兰州理工大学西部能源与环境研究中心;兰州理工大学能源与动力工程学院;西安理工大学水利水电学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51509123;51479164) 甘肃省自然科学基金资助项目(1506RJZA110)
【分类号】：TV135.2
【正文快照】： 旋流是一种空间3维运动现象,其主要特征是流体在轴向运动的同时迭加了切向的旋转运动,因具有能量集中、携带能力强等特点,在工程和工业中应用广泛,如旋流消能[1-2]、旋流分离[3]、旋流沉砂[4]等。旋流消能工就是利用旋流消能原理提出的一种生态环境友好的消能技术,其内部形成

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王占军;刘宪堂;;筛网消能工在东方红排干枢纽桥工程中的应用[J];黑龙江科技信息;2009年07期

2 张艳玲;张国东;;筛网消能工的发展现状及其目前设计与研究中几个问题的商榷[J];黑龙江科技信息;2009年04期

3 王世荣,赵贵山,曲玉梅;小型水工建筑物的组合式消能工在季节冻土区的应用[J];冰川冻土;1990年01期

4 郭子中,徐祖信,吴建华;消能工的风险及经济分析[J];水动力学研究与进展(A辑);1990年02期

5 张婷;田淳;李永业;尤志强;樊盼;;齿墩状内消能工的消能及压力特性[J];排灌机械工程学报;2014年02期

6 李锦阳;;梨树灌区推广涵闸垂直网消能工的分析研究[J];科技致富向导;2011年26期

7 李丹;;沙颍河耿楼船闸集中输水系统的消能工设计[J];科技信息(科学教研);2007年26期

8 潘光在,田淳;分流齿消能工减冲效果的试验研究[J];水利水电技术;1992年02期

9 尹则高;拾兵;赵林;孙东坡;;洞塞式消能工的数值模拟[J];水科学进展;2008年01期

10 金永堂;灌排渠系闸下的新消能工[J];水利学报;1982年05期

相关会议论文 前9条

1 崔莉;徐连军;王庆国;;反坡消能工可行性试验研究[A];第十四届全国水动力学研讨会文集[C];2000年

2 郑林平;;国内泄洪隧洞洞内消能工的研究及应用进展[A];2004年水工专委会学术交流会议学术论文集[C];2004年

3 黄秋君;吴建华;;收缩式消能工与其他消能工联合运用的研究现状及进展[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年

4 鲍倩;王月华;包中进;;阶梯式消能工在水库除险加固工程中的应用[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集（下册）[C];2012年

5 罗秉珠;徐婷兰;盘春军;刘亚辉;刘平昌;;桥巩低坝应用戽底窄缝混合消能工水力学试验研究[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年

6 杨亚斌;闭多能;阙光英;;柬埔寨王国斯登沃代一级水电站宽尾墩—井式消力池消能工试验研究[A];南方十三省（区、市）水力发电工程学会联络会暨学术交流会论文集[C];2009年

7 聂境;张建民;栗帅;;阶梯消能工水力特性研究综述[A];第二十五届全国水动力学研讨会暨第十二届全国水动力学学术会议文集（下册）[C];2013年

8 包中进;鲍倩;史斌;;低水头闸坝工程消能工水毁修复技术研究[A];2011全国水工泄水建筑物安全与病害处理技术应用会刊[C];2011年

9 夏庆福;孙双科;柳海涛;王晓松;;大单宽低佛氏数水流的大差动与动水垫消能工研究[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年

相关博士学位论文 前1条

1 田忠;洞塞式内流消能工的水力特性研究[D];四川大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 张婷;齿墩状内消能工的消能及压力特性初探[D];太原理工大学;2013年

2 董建伟;洞塞式和直弯式消能工水力特性的数值和试验研究[D];四川大学;2002年

3 薛冬;齿墩式内消能工压强和流场特性的试验研究[D];太原理工大学;2014年

4 袁伟;低佛氏数消能工的水力特性研究[D];合肥工业大学;2012年

5 曾敏;齿墩状内消能工的水力特性物理模型试验[D];太原理工大学;2014年

6 李晓娟;齿墩长度对齿墩状内消能工水力特性影响的数值模拟[D];太原理工大学;2015年

7 王海军;齿墩高度对齿墩内流消能工影响的试验研究[D];太原理工大学;2015年

8 巩兴晖;Y型窄缝消能工研究[D];西北农林科技大学;2011年

9 唐文超;低水头水利工程消能工的研究[D];合肥工业大学;2010年

10 张泽;面积收缩比对齿墩式内消能工水力特性影响的研究[D];太原理工大学;2015年

，

本文编号：1395882