导流墩对西淝河闸站工程进水池水力特性影响研究

发布时间：2020-07-30 22:03

【摘要】：闸站结合工程具有占地面积少和节约移民成本等优点,在平原地区已得到迅速推广。闸站工程可分为非对称布置和对称布置两种形式,非对称布置的闸站结合工程结构复杂,泵站运行时,在前池容易发生严重的回旋、漩涡等不良流态,而当水闸运行时,又容易导致斜流和回流的产生。导流墩在闸站结合工程中改善流态优势明显,被广泛使用。因此,研究导流墩对闸站工程进水池水力特性影响是十分必要的。本文以西淝河闸站工程为研究对象,采用UG、GAMBIT、FLUENT等软件和物理模型试验研究导流墩对该闸站工程进水池的水力特性影响。主要研究内容如下:(1)研究适用于分析西淝河闸站工程水力特性的计算流体力学软件和所遵循的控制方程、以及所采用的湍流模型、边界条件、网格划分方式与求解方法。从模型试验范围、相似准则、模型材料与布置、测量仪器和测试方法等方面,对西淝河闸站工程的物理模型试验进行设计。(2)采用FLUENT软件对西淝河闸站工程导流墩的适宜长度进行研究,分析导流墩长度对进水流态、进水流道进口断面轴向流速分布均匀度和漩涡综合影响函数F值的影响,在此基础上,优选出了该闸站工程适宜的导流墩长度为25m(方案2)。(3)在优选的长度下,研究导流墩不同开孔参数对进水流态、进水流道进口断面轴向流速分布均匀度和漩涡综合影响函数F值的影响,据此优选出了导流墩长度为25m时,其开孔宽度、相邻的孔口中心间距和开孔高度的适宜值为4.5m×6.25m×5m。在上述基础上,若5#和6#流道中间加设一长度、厚度和高度为1m×1.2m×8.8m的短隔墩(方案19),进水池的整流效果会更好。(4)采用物理模型试验对该闸站工程抽排工况和自排工况下各典型方案对应的进水池流态进行分析,并选取方案2和方案19对比分析数值模拟和模型试验结果的流态及流速分布,从而验证了数值模拟的准确性和优选方案的合理性。本文开展的导流墩对西淝河闸站工程进水池水力特性影响的研究,数值模拟结果有效的指导了模型试验的开展,节约了模型试验的投资,提高了研究效率;同时,模型试验验证了数值模拟的准确性。本文的研究方法和成果能够为西淝河闸站工程的设计和运行管理提供改进措施和建议,对保证该工程安全、高效和稳定运行有着重要意义。同时也能够为同类闸站工程的设计、运行管理和研究提供一定的参考。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV66;TV135
【图文】：

的泵站前池和水闸上游连接段统称为进水池。图１．２和图１．３分别为泵站站身纵剖面图、逡逑自排闸纵剖面图。其中上游引河底宽为６３ｍ，边坡１：２．５；下游引河底宽为１００ｍ，边坡１：２．５，逡逑河底高程１３．４０ｍ。在距泵房约１７０ｍ处布置拦污检修闸，设六孔，单孔净宽８．５ｍ，闸底板逡逑高程１３．４ｍ，闸室顺水流向长１８ｍ，闸墩厚１．２ｍ。栗站采用正向进水，拦污闸后为前池，逡逑前池顺水流向长１２０ｍ，池底高程１３．４ｍ，后接长２７．０ｍ的钢筋砼斜坡段，边坡１：邋４。末逡逑段为长１０．０ｍ的Ｃ２５钢筋砼护坦，护坦顶面高程６．６５ｍ；前池底宽９０．５ｍ。泵房采用干室逡逑型，安装６台２９００ＺＬＱ－１００立式轴流泵，配套电机型号为ＴＬ２５００－４４／３２５０，单机功率为逡逑２４００ｋＷ，总装机容量为１４４００ｋＷ。泵站采用堤身式栗房形式，直接防洪。自排闸与泵站逡逑泵房结合布置，其长度及底高程与泵站一致。闸底板坎高１１．４ｍ，闸顶高程２８．５ｍ。闸孔逡逑净宽与泵站流道净宽一致为８．５ｍ。中孔净宽８．５ｍ，孔高８．６ｍ，为降低启闭机台高程和闸逡逑门高度，采用双扉门形式，下扉门顶高程１６．７５ｍ，上扉门底高程为１６．７５ｍ。闸室总宽３０．３ｍ，逡逑顺水流方向长３８．０ｍ。逡逑前池逦ｔｔｌｚＫＭ逡逑

西淝河闸站结合工程，当水闸和泵站单独运行时，由于水流的流向与河床形成夹角，逡逑使河床左右动量不平衡，会导致水闸泄流能力和泵站效率降低。导流墩由于在闸站结合工逡逑程中改善主流偏斜引起的恶劣流态的效果明显，被丨泛使用。逡逑本文以西淝河闸站结合工程为研究对象，采用数值模拟和物理模型试验研究导流墩对逡逑该闸站工程进水池水力特性影响，并对不同的研宄方案进行对比优选，为类似工程提供参逡逑考，具有重要的理论意义和工程实用价值。逡逑１．２闸站结合工程概述逡逑闸站结合工程能较好的适应实际地形及降低投资，在实际工程中得到广泛的应用，尤逡逑其是在平原地区。本文将从闸站结合工程布置型式、闸站结合工程的优点、闸站结合工程逡逑存在的问题及危害等三个方面对闸站结合工程进行概述。逡逑１．２．１闸站结合工程布置型式逡逑

图２．４模型整体现场图逡逑作逡逑闸站水工模型采用角钢搭接底架，为保证模型可信度，防止渗漏，用立体架空结构，可直观地观测水流状况，见图２．５。模型在上游水池，见图２．６和图２．７。模型通过管道泵提供水流动力，采用ＵＰ池连接，形成模型循环供水系统，见图２．８。逡逑

【参考文献】

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本文编号：2776140