低弗劳德数水流二级消力池水力特性试验研究

发布时间：2024-03-24 16:53

　　针对低弗劳德数水流消能问题,在确定单级消力池和二级消力池体型的基础上,采用物理模型试验方法,分别研究了低弗劳德数水流单级和二级消力池的水力特性和消能结构特性。结果表明,在低弗劳德数水流条件下,二级消力池将原单级消力池出池水面较大波动区变成了适应区,对下游尾水位的适应区间显著增加,出池水面波动更小。同时,单级消力池内流线更加稀疏,流速梯度更小;消力池涡量大小明显低于二级消力池,而雷诺应力明显大于二级消力池;二级消力池内雷诺应力大小分区较单级消力池更明显,表面旋滚区明显大于底部旋滚区,水流更加稳定。相比单级消力池,二级消力池消能率显著提高,且有利于下游河床和岸边的防冲保护,工程应用更为有利。

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【部分图文】：

图6二级消力池内沿程动能修正系数及低水位时与

图5二级消力池内沿程底流速分布系数及低尾水位时

图7二级消力池内沿程均方值脉动能及低水位时

式中:u为测点的瞬时流速;uˉ为测点的时均流速;u′为测点的脉动流速。由于u′2ˉ为脉动流速的均方值,因此将Et称为均方值脉动能。由流速大小时变特性可知,流速随时间围绕某一均值上下摆动,即水流的脉动。通过测量得到各点的瞬时流速变化,即可求得水流在测点的脉动能。测....

图1模型布置纵剖面和位置坐标示意

水槽模型包括供水系统、量水堰、上游明渠段、闸门段、试验段、下游明渠段、回水系统。水槽长14m,宽0.4m,高0.7m。试验段的材料采用透明有机玻璃,共分两段,上游段长1m,下游段长3m,两段都可以上下变动,便于改变池底高程以布设二级消力池。模型纵剖面和位置坐标如图1所示....

图2单级消力池体型及参数示意

单级消力池体型及参数示意如图2所示。通过理论计算和试验,在Fr=1.36条件下,确定单级消力池体型参数大小为:p=10cm,池长Lk=70cm,尾坎高度c=6cm。在此基础上,在相同来流条件下,开展二级消力池体型参数优化试验,结合理论分析,确定了最优的二级消力池体型及参数大....

本文编号：3937758