导流墙条件下溢洪道泄槽弯道水动力特性实验研究

发布时间：2020-06-08 19:02

【摘要】：在弯道轴线设置导流墙来改善弯道水流条件是近些年来采用的方法,这种方法可有效的减少弯道横断面水面差,使弯道水流分布均匀,从而减小边墙高度,而且投资省,施工方便,因此具有很大的应用前景。本论文进行了不同的弯道半径(R=1200、1600、2000mm)、底坡(i=0.005、0.01、0.02)及流量(Q=50、100、150m~3/h)共27个方案的水力学实验。利用模型实验数据,采用理论分析与统计分析相结合的方法,对设置导流墙后的弯道水深、流速及动水压强分布特性进行了研究。主要研究成果包括:(1)分析了设置导流墙后,底坡、半径、流量对凹、凸岸水深及横断面最大水面差的影响,得出其随各影响因素的变化规律。并经分析表明弯道水流为缓流时,最大水面差主要发生在弯道中间前后相邻断面,弯道水流为急流时最大水面差主要发生在弯道尾段。通过对最大水面差校正系数影响因素分析和回归分析,得到了导流墙条件下弯道横断面最大水面差校正系数计算公式。(2)分析弯道三维流速数据,得到了纵向流速、横向流速、紊动强度分别在缓流与急流、有导流墙与无导流墙条件下的沿程、横断面、垂线分布规律。通过分析底坡、半径对纵向流速和横向流速的影响发现,随着半径的增大或底坡的减小,纵向流速减小,横向流速重分布促进了水流从凹岸流向凸岸的趋势,减弱了水流从凸岸流向凹岸的趋势。因此,增大弯道半径、减小底坡可以平稳水流,减小弯道环流的影响。(3)通过动水压强分析发现,时均压强垂线分布遵循静水压强的分布规律,但存在一定的差异。在计算水压力时,为了保证墙体结构安全,经综合考虑,凹、凸岸边墙及导流墙左、右两侧底端的时均压强宜分别取其静水压强的110%、120%、115%、115%。从脉动压强波形、强度、频域方面分析弯道边墙及底板的脉动压强特性发现,水流脉动过程属于平稳各态历经的随机过程,脉动压强及强度较小,水流脉动优势频率较小,属于低频振动,不会产生共振破坏。
【图文】：

技术路线图,导流墙,泄槽,弯道

图 1 技术路线图Fig.1 Schematic diagram of technical route研究创新（1）得到导流墙条件下泄槽弯道最大水面差校正系数计算的经验公式，对校取值及适用范围进行补充。（2）全面地研究导流墙条件下泄槽弯道段水流的三维流速，弥补先前研究中的不足。（3）创新性地研究导流墙条件下泄槽弯道段动水压强特性，，为边墙及导流墙理论依据。

实验系统,电磁流量计

导流墙条件下溢洪道泄槽弯道水动力特性实验研究2 材料与方法设计与制作系统文实验在山东农业大学水利工程实验室中进行。实验系统由地下水池、供水管道、电磁流量计、稳流栅、模型实验区、尾水池等 2 所示。其中，闸阀和电磁流量计用于控制和测量实验流量，模验模型和进行水深、流速等的测量。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV135.2

【参考文献】