明渠岸邊側(cè)向取水的“取水角效應(yīng)”研究.pdf

1、在火、核電廠冷卻水的取水工程中，明渠無壩側(cè)向取水是一種常見的取水方式。本文在前人關(guān)于直角取水口研究的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)重要參數(shù)——“取水角”，并利用試驗(yàn)室水槽試驗(yàn)和數(shù)值模擬計(jì)算的雙重方法，對不同取水角度取水口的水力特性和進(jìn)沙特性進(jìn)行了研究，分析了明渠岸邊側(cè)向取水的“取水角效應(yīng)”。 本文對“取水角效應(yīng)”的定義為：明渠岸邊無壩側(cè)向取水工程中，取水角的改變對取水口敏感水域的水力特性和進(jìn)沙特性的影響。文中以主、分流的平均流速之比η為主要

2、參數(shù)，在前人關(guān)于直角取水口研究工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對取水角為45°的明渠岸邊側(cè)向取水口進(jìn)行了試驗(yàn)和計(jì)算、對30°取水口進(jìn)行了計(jì)算，得出了取水角對取水近區(qū)水域水流結(jié)構(gòu)的影響。根據(jù)對取水口水力特性的認(rèn)識，在45°明渠岸邊側(cè)向取水試驗(yàn)方案中，于口門上游主槽近岸側(cè)布置單片導(dǎo)流板，并對導(dǎo)流板的防沙效果和工程參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行了研究。 對不同角度時(shí)取水口敏感水域的水力特性進(jìn)行了定量研究，對取水近區(qū)水域的水流結(jié)構(gòu)有了進(jìn)一步的認(rèn)識。試驗(yàn)結(jié)果表明，口

3、門斷面是取水分流最敏感的部位，水流結(jié)構(gòu)存在著明顯的三維特性，表層流場與底層流場差異較大。在取水口近區(qū)水域，主槽內(nèi)不同水深處的分流寬度有所不同，底層分流寬度遠(yuǎn)大于表層：分槽左岸存在回流區(qū)，且表層水流的回流區(qū)強(qiáng)度和范圍大于底層水流。 取水口水力特性的“取水角效應(yīng)”可以歸納為：隨著取水角度的減小，取水口口門斷面處的流速分布更加均勻，口門近區(qū)水流的流線更加平順，口門上游主槽水流的相對分流寬度逐漸減小，分槽內(nèi)的回流區(qū)寬度減小，凈進(jìn)流寬度增