盐度层化对水体紊动特性影响的实验研究

发布时间：2021-10-26 04:02

　　采用双层横向振荡格栅生成的紊流分别研究了纯淡水和不同盐度梯度层化水体的紊动特性。通过声学多普勒流速仪和设计开发的多通道微型盐度测量仪同步测量了水体紊动和盐度的历时变化过程,分别从水体紊动的均方根流速、紊动强度和紊动能谱等紊动特性的变化分析了盐度层化对水体紊动的影响。实验结果表明盐度层化会抑制水体紊动,减弱水体紊动强度,并且盐度梯度越大水体紊动抑制程度越大。定义了表征振荡格栅紊流中水体层化程度的无量纲层化参数,水体紊动抑制率随层化参数的增大而增大,拟合得到层化参数和紊动抑制率的关系式。 

【文章来源】：水力发电学报. 2020,39(03)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

不同盐度层化垂向Fig.7Timevariationsinverticalsalinitydistri（c）初始盐度30ppt

48水力发电学报图3多通道盐度测量仪Fig.3Multichannelsalinitymeter在0~100ppt（partperthousand）盐度范围内对该盐度测量仪进行相应的率定，率定完后测量验证20℃温度下0~100ppt范围内标准盐度的氯化钠溶液，并将测量结果和目前市面上常用的盐度测量笔测量结果进行对比，测量对比结果如表1所示。可以看出，该盐度测量仪的测量误差在5%以内，比商用盐度笔测量精度更高。同时，该盐度测量仪最小采样间隔达到0.1s，基本实现了100ppt盐度范围内的实时测量需求。表1盐度测量结果对比（20℃）Table1Comparisonofsalinitymeasurements(20℃)标准盐溶液/ppt测量仪/ppt盐度笔/ppt000.31010.310.52020.520.83031.032.04041.542.15052.052.56062.264.87073.276.08082.587.89092.199.0100100.0超限2纯淡水条件下双层横向振荡格栅紊流纯淡水条件下双层格栅水槽中的紊流速度和紊动强度通过实验率定。振荡格栅紊流强度主要和振荡格栅的冲程S和频率f相关，因此，需要率定格栅冲程S、频率f和格栅紊流强度的关系。考虑到大冲程大频率作用下仪器会产生较大的振动影响实验准确性，大冲程作用下需要使用较小的振动频率。具体实验组次如表2所示。表2振荡格栅紊流率定实验各组次冲程和频率Table2Strokesandfrequenciesofoscillatinggridturbulencecalibrationexperiment频率f/Hz冲程S/cm468101√√√√2√√√√3√√√√4√√√√5√√√√6√√√×7√√××8√×××振荡格栅紊流的率定实验具体步骤如下：（1）在双层格栅水槽中注入自来水，注入至上层扩展层一半高度处。（2）固定

盐淡水分层装置Fig.6Saltandfreshwaterstratificationdevice

【参考文献】：
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本文编号：3458789