泄洪洞事故闸门动水闭门水力及爬振特性研究
发布时间：2020-07-23 05:00
【摘要】：泄洪洞事故闸门动水关闭过程水动力特性非常复杂,闸后水流流态由满流过渡到明流。不利的水流条件、不当的底缘体型设计及不合理的支承结构布置均会影响闸门的正常运行,造成门体剧烈振动,甚者产生大幅度的爬振现象,使门机遭受冲击震荡荷载,对启闭设备和闸门运行不利。前人对闸门动水闭门的水力特性研究大多以试验为主,数值模拟工作较少;而对爬振现象的探究,有针对性的研究报导鲜少,相关规律性阐述更是无涉及。因此,本文结合物理模型试验和数值模拟方法开展闸区水力特性研究,分析底缘型式对持住力及闸底空化特性的影响;并以某水利枢纽原型观测成果作为爬振研究的引子,用闭门持住力脉动特性衡量闸门振动,通过试验探讨影响闸门爬振的因素,提出减振措施。主要成果如下:(1)针对玛尔挡水电站泄洪放空洞物理模型水力学试验成果,结合EMD脉动压力趋势项提取方法,综合研究闸门闭门过程闸后流态、门体脉动压强及闭门持住力特性,分析运行工况对闸区水力特性的影响,为平面闸门动水关闭的数值模拟提供论证依据。(2)采用RNG k-ε模型和VOF方法,结合动网格划分技术,对不同底缘型式的平板闸门闭门过程进行数值仿真。计算得到前倾角或前、后倾角组合型式,闸底压力基本呈上托力;平底底缘和后倾角底缘,满流流态表现为上托力,明满流或明流流态呈下吸力,且下游倾角的增加会降低下吸力。另外,分析闸底空化特性,发现组合型式底缘(主要是后半底面)、平底底缘最易发生空蚀破坏。(3)基于某水利枢纽泄洪洞楼板振动原观试验,发现闸门动水闭门过程出现大幅爬振现象。因此依托于玛尔挡泄水隧洞物理模型试验装置,探究影响爬振的相关因素。结果表明:支承摩阻系数是影响闸门爬振的主要因素之一,滑块材质也会改变闸门振动特性。从利于闸门落门的角度考虑,可采用减小支承摩阻系数、降低上游水位和工作门开度、增加闸门配重等措施。从减少闸门爬振角度考量,减小支承结构摩阻系数及工作闸门开度,增加启闭速度、闸门配重及滑块直径均能有效改善或抑制闸门爬振。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV663;TV135
【图文】：
第２章泄洪洞事故闸门爬行振动原型观测第２章泄洪洞事故闸门爬行振动原型观测逡逑爬振是指移动部件周而复始、忽停忽跳、忽慢忽快的运动现象，其实质是逡逑种不连续的非线性摩擦振动。实际工程中，闸门爬行振动现象所引发的安全逡逑故第１章已做简要概述。目前，对于事故门动水闭门过程爬行振动这一现象逡逑研究报导鲜少，前人对闸门爬振的规律阐述基本无涉及。鉴于此，本章依托逡逑某水利枢纽泄洪洞事故闸门启闭机室楼板振动原型观测成果，着重分析事故逡逑动水闭门过程中大幅振动现象，引出闸门爬行振动i昴睿冢嫡屡勒裉鼐康於ɑ ｅ义希惫こ瘫尘板义
本文编号：2766882
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV663;TV135
【图文】：
第２章泄洪洞事故闸门爬行振动原型观测第２章泄洪洞事故闸门爬行振动原型观测逡逑爬振是指移动部件周而复始、忽停忽跳、忽慢忽快的运动现象，其实质是逡逑种不连续的非线性摩擦振动。实际工程中，闸门爬行振动现象所引发的安全逡逑故第１章已做简要概述。目前，对于事故门动水闭门过程爬行振动这一现象逡逑研究报导鲜少，前人对闸门爬振的规律阐述基本无涉及。鉴于此，本章依托逡逑某水利枢纽泄洪洞事故闸门启闭机室楼板振动原型观测成果，着重分析事故逡逑动水闭门过程中大幅振动现象，引出闸门爬行振动i昴睿冢嫡屡勒裉鼐康於ɑ ｅ义希惫こ瘫尘板义
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