掺气水流在弯道中气体迁移扩散规律试验研究

发布时间：2023-03-23 22:37

　　自然界中的天然河道和水利输水建筑中常以弯曲的形状存在,而水流运动在弯道作用下又呈现出特殊的水力特性:弯道水面存在横向比降、弯道环流、水流动力轴线偏移等,这些水力特性影响着河流的泥沙运动、河道航运、生态环境等。另一方面,泄洪、消能形成的掺气水流在不同水流结构作用下使水流掺气浓度分布不同,从而影响着水生态环境。以往的研究中,弯道水流更多的是从其水流结构、紊动特性、污染物输移等方面进行的,对掺气水流的研究更多的是从掺气机理以及溢洪道、消能工安全性方面进行的。忽略了掺气水流在不同水流结构作用下掺气浓度重分布对建筑物及水生态的影响。所以本文展开对掺气水流在弯道特殊水流结构下的气体迁移扩散规律试验研究。本文采用水工模型试验结合理论分析的方法,以消能水体为掺气水流,在消能工下游布置由起始直段、左向弯道、中间直段、右向弯道、末尾直段组成的弯道模型,分析水流在弯道中运动的水力特性,通过实测弯道内掺气浓度分布,分析弯道水流结构对掺气浓度分布规律的影响及气体在弯道中迁移扩散扩率。得出:实测弯道水面线发现弯道水面横比降从水流进入弯道后开始产生,并且增大至弯顶附近出现极大值,弯顶至弯道出口横比降减小,出口后直段...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 弯道水流概述
        1.1.2 掺气水流概述
    1.2 前人研究成果
        1.2.1 弯道水流研究现状
        1.2.2 掺气水流研究现状
        1.2.3 水流结构下气体迁移扩散研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
    1.4 掺气水流在弯道中气体迁移扩散规律的研究意义
    1.5 本章小结
第二章 弯道水力学理论
    2.1 紊流理论
        2.1.1 紊流运动方程
        2.1.2 紊流时均流速分布
    2.2 弯道水面形态
        2.2.1 水面横比降
        2.2.2 水面超高
    2.3 弯道环流
        2.3.1 弯道环流形成机理
        2.3.2 环流类型
        2.3.3 环流强度及其分布
    2.4 弯道中纵向流速的分布
        2.4.1 纵向垂线平均流速的分布
        2.4.2 水流动力轴线
    2.5 本章小结
第三章 弯道水流模型试验简介
    3.1 模型试验简介
        3.1.1 试验研究的目的和内容
        3.1.2 试验模型制作与布置
        3.1.3 试验数据测量与测点布置
    3.2 试验掺气水流的实现
    3.3 本章小结
第四章 弯道水流水面形态及水力特性试验分析
    4.1 弯道水面形态分析
    4.2 时均动水压强特性
    4.3 时均流速分布特性
        4.3.1 纵向垂线平均流速与水动力轴线
        4.3.2 横向流速垂线分布
    4.4 本章小结
第五章 弯道水流掺气浓度分布试验分析
    5.1 掺气浓度沿程分布特性
    5.2 掺气浓度垂向分布特性
    5.3 掺气浓度横向分布特性
    5.4 弯道中气体迁移扩散规律
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 作者攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目
    发表的论文
    参与的科研项目



本文编号：3768887