泄水建筑物摻氣設施水力特性研究.pdf

1、隨著壩工技術(shù)的發(fā)展及300m級高壩的建設，泄水建筑物的空化以及由于高水頭、大流量、深峽谷帶來的空蝕破壞問題日益突出。設置摻氣設施是一種有效的減蝕措施，一直是高速水流研究的熱點。論文在廣泛調(diào)研的基礎上，采用理論分析和物理模型試驗相結(jié)合的方法，對摻氣設施的水力特性進行了研究，取得了下列成果： (1)提出綜合考慮水流水深、不同上下游底坡和來流流速脈動影響的挑流水舌出射角計算公式，并在此基礎上建立了挑流水舌下緣的運動方程。與當前廣泛應用

2、的空腔長度計算方法相比，本文提出的方法有更高的精度。得到了水舌沖擊點處的最大底板壓力隨水流佛氏數(shù)的增加而增加的認識，建立了摻氣設施后空腔段至射流水舌沖擊點處壓力分布雙曲正切表示的函數(shù)關(guān)系。 (2)研究了系列模型和不同橫截面形狀的通氣管供氣系統(tǒng)局部阻力系數(shù)和風速系數(shù)特征，結(jié)果表明，二者不但隨供氣系統(tǒng)體型的改變而改變，而且是供氣系統(tǒng)氣流雷諾數(shù)的函數(shù)；分析了空腔壓力分布特征，建立了綜合考慮摻氣設施幾何參數(shù)和水流參數(shù)的空腔負壓指數(shù)計算公

3、式。 (3)建立了綜合考慮表面張力、重力、空腔壓力影響和水流紊動摻氣影響的水流臨界摻氣條件計算公式；提出綜合考慮水流脈動流速、空腔負壓、空腔長度和臨界摻氣條件的通氣量計算公式。 (4)研究了摻氣設施下游平均摻氣濃度和底部摻氣濃度分布規(guī)律，提出最小平均摻氣濃度與未摻氣水流佛氏數(shù)的函數(shù)表達式，建立了以C<,b>=5％、C<,b>=2％和C<,b>=1％做為臨界免蝕濃度時的摻氣設施保護長度計算公式以及水舌沖擊區(qū)的逸氣率與水舌沖