跌坎消力池水力特性研究.pdf

1、本文首先對基本消能方式進行比較，雖然底流消能工消能率高、對岸坡沖刷輕微、霧化范圍小，但其臨底流速、脈動壓力大，已成為制約其發(fā)展的主要因素。本文研究的跌坎消力池，入池水舌以淹沒沖擊射流形式到達池底，水舌下方形成反向旋滾，上方形成大尺度水躍，主流與底板間存在一定厚度的“水墊”，因而降低了水力學(xué)參數(shù)值。
　　 為研究跌坎消力池水力特性，本文采用1:50模型試驗與數(shù)值模擬方法對某工程跌坎消力池流態(tài)、臨底流速、時均壓強、沖擊壓強、脈動壓強

2、及上舉力特性進行分析。在此基礎(chǔ)上，改變消力池體型，重點分析體型參數(shù)對水力特性影響，為工程中優(yōu)化跌坎消力池體型提供參考。主要研究成果及結(jié)論如下：
　　 1.通過數(shù)值模擬方法，得出跌坎面上壓力不完全服從靜水壓力分布規(guī)律。采用Katakam分析方法，應(yīng)用動量定理及能量方程推求出了有入池角度的跌坎突擴消力池共軛水深比、消能率計算表達式。應(yīng)用π定理，分析最大臨底流速、最大脈動壓強、沖擊壓強、最大上舉力與來流條件及體型參數(shù)之間的關(guān)系。

3、>　　 2.流量較小時，跌坎消力池內(nèi)僅能形成混合流流態(tài)。隨著流量增大，池內(nèi)流態(tài)逐漸轉(zhuǎn)化為底流流態(tài)；由于跌坎作用，池首形成類似挑、跌流水墊塘的沖擊壓強，其值及底板最大臨底流速均與流能比成線性正比關(guān)系；脈動壓強基本于射流沖擊點位置形成最大值，其值比常規(guī)消力池降低約50％。上舉力降低約5～9％。改變跌坎高度及入池角度比改變跌坎形狀對消力池水力特性的影響要大。
　　 3.改變跌坎坡度影響反向旋滾運動范圍；改變跌坎高度直接影響射流擴散長