泵站進(jìn)水池自由表面漩渦及防護(hù)措施研究.pdf

1、自由表面漩渦是水工建筑物進(jìn)水口前常見的水力現(xiàn)象，在水電站引水管道，溢洪道，導(dǎo)流隧洞，泵站進(jìn)水池和船閘等進(jìn)水口時有發(fā)生。自由表面漩渦發(fā)展到一定程度將演化為吸氣漩渦，給工程建筑物和設(shè)備帶來嚴(yán)重危害。自由表面漩渦的生成和演化機(jī)制復(fù)雜，研究自由表面漩渦運(yùn)動的現(xiàn)象和規(guī)律，揭示其流動機(jī)理，是大量工程實踐提出的迫切需要解決的問題。
　　首先對軸流泵裝置進(jìn)行外特性試驗，通過對測試數(shù)據(jù)整理分析，結(jié)果表明:在葉片安放角為0(°),轉(zhuǎn)速為2400r/m

2、in工況下，該裝置的最高效率約為72.43％，對應(yīng)的最優(yōu)流量約為33.6L/s，揚(yáng)程約為2.00m，功率約為0.912kW。
　　本文在實驗觀測的基礎(chǔ)上，采用國際先進(jìn)的V3V非接觸體三維測量技術(shù)，對自由表面漩渦演化不同階段的流場結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測量，通過對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到自由表面漩渦流場四種渦型隨時間演化規(guī)律和隨空間變化的規(guī)律。自由表面漩渦在演化過程中，圓周速度Vu在渦核內(nèi)分布的特征是渦核中心的數(shù)值接近于零，漩渦圓周速度在隨著半徑

3、的增大而增大，當(dāng)增大到一定的程度后又逐漸減小，在此變化過程中存在最大值。漩渦圓周速度隨著半徑變化的規(guī)律不隨漩渦發(fā)展階段而變化，即圓周速度隨半徑的變化是一個相似的規(guī)律。自由表面漩渦在演化的不同階段，圓周速度最大值在深度方向的變化基本上是相似的，隨著所取截面深度的增加，圓周速度基本上是先增加，增加到一定值后逐漸減小，其最大速度不在水面上，而是在水面以下某一深度。漩渦圓周速度最大值隨截面深度的變化的規(guī)律也不隨漩渦發(fā)展階段而變化。
　　隨