浮移式水力自控闸门水力特性研究

发布时间：2020-05-28 23:12

【摘要】：浮移式水力自控闸门是由上游水位自动调控,利用自身重力和上游水压力实现自动启闭的,其运行简便、可靠。本论文通过理论分析、模型实验、回归分析和数值模拟的方法对浮移式水力自控闸门的水力特性进行了初步研究,首先分析浮移式水力自控闸门的工作原理及受力情况;然后对其进行了模型实验,根据实验结果,分析了浮移式水力自控闸门的水力特性,包括水深、流速和时均动水压强的研究,比较分析了不同型式浮移式水力自控闸门的过流能力,对浮移式水力自控闸门流量计算公式进行了修正,分析了影响浮移式水力自控闸门流量系数的主要因素并得到了浮移式水力自控闸门流量系数计算公式;最后对浮移式水力自控闸门进行了Fluent数值模拟分析,并将数值模拟结果与模型实验结果进行了对比,研究成果可为浮移式水力自控闸门实际应用提供数据基础和计算依据。主要研究成果如下:(1)浮移式水力自控闸门的重量和重心是其启闭的控制因素,运行稳定后,闸门一直处于平衡状态,保持一定的上游水位,闸门运行渐开性较好,灵活且较稳定,实验研究发现,当闸门前倾角α大于75°,后倾角β大于65°时,闸门重心变化过大,无法正常开启。(2)在闸孔自由出流的情况下,浮移式水力自控闸门水流状态稳定,闸后水深对闸门过流无影响;闸后渠道流速分布均匀,变化平缓;渠道底板时均动水压强变化比较复杂,有明显突降,总体呈波浪状变化,时均动水压强变化值是因浮移式水力自控闸门渠道水位的变化对静水压强的改变导致的,且受流速的影响。(3)对浮移式水力自控闸门过流能力进行了分析,通过比较证明s2a3型(前倾角α等于70°,后倾角β等于65°)浮移式水力自控闸门过流能力较强;对浮移式水力自控闸门流量计算公式进行了修正。(4)证明了浮移式水力自控闸门前倾角α、后倾角β和闸孔相对开度e/H是影响闸门流量系数的主要因素,综合各影响因素,利用回归分析的方法得到了浮移式水力自控闸门流量系数计算公式。(5)数值模拟结果中浮移式水力自控闸门水流状态稳定,流速分布均匀,时均动水压强变化规律性强,且数值模拟结果与模型实验结果中水深、流速和时均动水压强基本一致。
【图文】：

浮移式水力自控闸门Fig.1Floatinghydraulicautomaticgate

模型实验安装图
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV663;TV135

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本文编号：2685980