挑坎体型对下游雾化影响的试验研究

发布时间：2024-05-15 20:38

　　以解决挑流消能工在泄洪期间为提高消能率而加重下游雾化问题为目标,探究不同体型挑坎的下游雾化特性。通过水力学模型试验,对典型的非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎和连续坎的下游水舌风分布、下游溅水雨强和不同液滴体积分布以及挑流水舌水力特性与冲刷特性进行了研究。研究表明:①各种工况下,非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎的下游水舌风风速均大于连续坎。②对于非对称舌型坎,其溢洪道轴线左侧溅水强度大于右侧,其雨强左右两侧峰值差值最大为5.625 g/(m²·min);对于扭面贴坎,其溢洪道轴线右侧溅水强度更大,其雨强左右两侧峰值差值最大为45.125 g/(m²·min)。③随着距离水舌入水点长度增大,大粒径水滴数量和体积占比均剧烈下降;连续坎和舌型坎的挑宽均随着角度的增加而增加;冲坑深度随着角度的减小而增大。④在挑坎合适边墙侧设置扭面贴角能改善下游雾化危害,同时适当增加挑角可以减弱下游冲刷破坏。

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【部分图文】：

图2挑坎体型结构(单位:cm)

挑流消能的挑坎体型一般分为等宽型和扩散型,常见如连续坎,其结构简单,出现空蚀破坏几率不大,但挑流水舌集中密实会对下游河床造成严重的冲刷破坏。为了改善下游河床冲刷与水垫塘底板破坏问题,学者们在连续坎的基础上提出了扩散坎[25],其通过增大水舌入水面积来减小水舌的单宽入水能量,常见的....

图5设计工况下体型3在x=530cm和x=580cm处的液滴体积分布

雾化研究中,不仅需要对液滴数量分布进行分析,且不同粒径液滴的体积分布也需要分析。以体型3为例,如图5(a)所示,x=530cm时,溢洪道轴线方向上数量最多的是直径在0.05mm左右的液滴,粒径大小分布在0.05～3.15mm之间,其数量比例达到了97%,但其体积比例仅为....

图6不同泄流工况下各体型挑坎下游喷溅雨强分布

以往研究表明,喷溅雨强分布是研究泄洪雾化影响范围的重要因素[16]。图6给出了四类挑坎分别在校核工况、设计工况、1/2局开工况、1/4局开工况时的下游喷溅雨强分布规律。对比图3和图6可以发现,水舌风分布对喷溅雨强分布有较大影响,这是由于挑流水舌与空气相互作用时在一定区域内产生强烈....

图1试验系统布置

在纳子峡水电站工程参数基础上,按重力相似准则设计模型试验,其几何比尺为50。在天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室水工结构试验大厅进行试验,试验系统布置如图1所示。本试验系统由上游蓄水池、溢洪道、挑坎、下游出水池、供水管道、回流管道、矩形堰、水泵等构成。模型试验由循环水系统供....

本文编号：3974186