分流齒墩摻氣設(shè)施與臺(tái)階式溢洪道聯(lián)合應(yīng)用水力特性的研究.pdf

1、總結(jié)了臺(tái)階式溢洪道的研究現(xiàn)狀,提出用分流齒墩摻氣設(shè)施給臺(tái)階式溢洪道摻氣,研究了分流齒墩摻氣設(shè)施與臺(tái)階式溢洪道聯(lián)合應(yīng)用的水力特性。
　　 通過(guò)物理模型試驗(yàn),研究了分流齒墩摻氣設(shè)施的體型、設(shè)置位置、水流流態(tài)、射距和墩頭壓強(qiáng)特性;研究了分流齒墩下游臺(tái)階式溢洪道的水流流態(tài)、邊墻水面線,最大壓強(qiáng)沖擊區(qū)域、臺(tái)階水平面、豎直面和沿程壓強(qiáng)分布規(guī)律,臺(tái)階上的摻氣濃度沿?cái)嗝婧脱爻谭植家?guī)律,分流齒墩摻氣設(shè)施與臺(tái)階式溢洪道聯(lián)合應(yīng)用的消能效果。
　

2、　 試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)水平摻氣坎坡比為1:6.67,側(cè)墻摻氣坎坡比為1:11.76,收縮比為0.172,墩前未擾動(dòng)斷面佛勞德數(shù)為2.16～4.73時(shí)能滿(mǎn)足滑行水流流態(tài)。
　　 齒墩采用摻氣分流墩墩頭,墩頭對(duì)水流有分割和梳齒作用,加劇了水流破碎,增進(jìn)了摻氣和消能效果,但同時(shí)也使得溢洪道邊墻出現(xiàn)了水翅。試驗(yàn)表明,在設(shè)計(jì)水位以下,溢洪道邊墻水翅較小,大于設(shè)計(jì)水位時(shí),水翅高度增加。給出了水舌最大、最小射距和邊墻水面線的計(jì)算公式。

3、　　 齒墩迎水面壓強(qiáng)略小于測(cè)點(diǎn)以上總水頭;側(cè)面在01=45°時(shí)出現(xiàn)負(fù)壓,在切點(diǎn)附近負(fù)壓最大,切點(diǎn)以后負(fù)壓減小并趨于平穩(wěn),但齒墩屬于超空化,不會(huì)發(fā)生空蝕破壞。在墩頭頂部,水流亦發(fā)生分離,是否空蝕有待進(jìn)一步研究。
　　 在水舌沖擊區(qū)域,壓強(qiáng)較大;在沖擊區(qū)域以后,壓強(qiáng)分布規(guī)律與單純臺(tái)階式溢洪道相同。在臺(tái)階水平面,當(dāng)xlb=0.3時(shí)出現(xiàn)壓強(qiáng)極小值,當(dāng)x/b=0.83時(shí)出現(xiàn)壓強(qiáng)最大值,在凸角附近,壓強(qiáng)有所減小。在臺(tái)階豎直面,當(dāng)y/a=0

4、.5時(shí)出現(xiàn)壓強(qiáng)極小值,在y/a=0.5～0.75處壓強(qiáng)回升后又有所減小,在凸角下緣出現(xiàn)負(fù)壓。水平面和豎直面壓強(qiáng)沿程分布呈大小交替出現(xiàn)。
　　 臺(tái)階式溢洪道上的水流摻氣濃度隨坡度和佛勞德數(shù)的增大而增大,隨通過(guò)分流齒墩摻氣設(shè)施的水流流態(tài)不同而有所區(qū)別。當(dāng)為齒墩流態(tài)時(shí),水流摻氣分為底部摻氣區(qū)、楔形清水區(qū)、摻氣發(fā)展區(qū)和充分摻氣區(qū)。
　　 沿程摻氣濃度分布在Li/Ls=0.3以前較大,隨后摻氣濃度急劇下降;在Li/Ls=0.5～0