大坡降復(fù)合式旋流阻塞內(nèi)消能泄洪洞的水力特性研究.pdf

1、高壩建設(shè)中，后期導(dǎo)流洞往往具有洞身坡降較大的特點，故其改建的水平旋流內(nèi)消能泄洪洞也具有大坡降的特點。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金-雅礱聯(lián)合基金，以兩河口水電站后期導(dǎo)流洞改建為大坡降水平旋流內(nèi)消能泄洪洞單體模型試驗為基礎(chǔ)，對大坡降后期導(dǎo)流洞改建的具有大坡降特點的復(fù)合式水平旋流內(nèi)消能泄洪洞各項水力特性進行探討。
　　本次試驗通過調(diào)節(jié)阻塞孔口收縮比和起旋器孔口收縮比，共確定5組試驗方案。試驗時控制上游水位，對各體型大坡降水平旋流段的流態(tài)及各

2、項水力特性進行量測，定性的描述出大坡降水平旋流段的壁面壓強、空腔直徑、水流旋轉(zhuǎn)角以及水平旋流段流速分布隨起兩孔口收縮比的變化規(guī)律，并找出泄流量和兩孔口尺寸的關(guān)系。本文還對大坡降水平旋流洞末端和導(dǎo)流洞之間的銜接方式進行了初步研究，提出了阻塞漸擴和阻塞突擴方案兩種不同的銜接方式，并對兩種體型旋流擴散段局部水力特性進及其旋流擴散軌跡行了量測和分析。
　　研究結(jié)果表明，當(dāng)上游水位一定時，起旋器喉口和阻塞孔口收縮比決定了大坡降水平旋流洞段的

3、流態(tài)及各項水力特性。其中，起旋器喉口收縮比決定了大坡降水平旋流洞內(nèi)的旋流的初始狀態(tài)，而其末端的阻塞孔口收縮比則控制著大坡降水平旋流洞段的整體流態(tài)。調(diào)整阻塞的孔口收縮比，水平旋流段各項水力特性均發(fā)生明顯改變，如壁面壓強、水平旋流段空腔直徑、水流旋轉(zhuǎn)角、水平旋流段徑向流速和環(huán)向流速、水層厚度、通風(fēng)量等。由此可見，大坡降水平旋流段各項水力特性與流態(tài)緊密相關(guān)，其中一項水力特性改變意味著所有水力特性均將發(fā)生改變。
　　對于阻塞擴散段兩種體型