高水頭泄洪洞摻氣減蝕設施優(yōu)化研究.pdf

1、近年來，隨著水電建設的發(fā)展，高水頭泄水建筑物越來越多，對摻氣保護提出了更高的要求。由于，摻氣設施直接決定摻氣效果，因此，對摻氣設施進行優(yōu)化研究具有重要的意義。本文在總結前人研究成果的基礎上，針對某高水頭泄洪洞摻氣設施優(yōu)化問題，通過模型試驗與數(shù)值模擬相結合的方法，對泄洪洞突擴突跌段復雜的水力特性進行研究，主要研究的內(nèi)容及成果如下：
　?。?）泄洪洞原設計方案試驗結果表明：泄洪洞突擴突跌摻氣設施在低水位時不能形成穩(wěn)定的空腔，高水位時水

2、翅高、流態(tài)差，必須對突擴突跌摻氣設施進行優(yōu)化；泄槽各斷面流速均大于35m/s，最大流速49.88m/s，水流空化數(shù)均比較小，最小值為0.07，結合摻氣有效保護范圍，應該在泄槽下游增設兩道摻氣設施；
　　（2）突擴突跌摻氣設施體型要素對底空腔、側(cè)空腔、水翅、下游流態(tài)有著顯著的影響。試驗與計算結果表明：增設挑坎，使底空腔長度、高度增大，水翅長度、高度增大，下游流態(tài)變差；增大下游底坡，使底空腔長度、高度增大，水翅長度、高度增大，下游流態(tài)

3、變差；增設側(cè)壁折流貼角，使側(cè)空腔變長，底空腔回水減少，水翅現(xiàn)象加劇，流態(tài)變差；
　　（3）保持水流入射角較小，可以同時改善下游流態(tài)和底空腔回水。對比分析突擴突跌之后不同底板的試驗結果可知，水流入射角較小時，可以使水舌與底板之間銜接平順，易于流態(tài)穩(wěn)定，可以使回溯水流較少，易于空腔形成。工程實際中可以在增大底坡的同時抬高底板，確保水流入射角較?。?br>　?。?）水流流經(jīng)突擴突跌摻氣設施之后壓力變化較大，在側(cè)墻上形成空腔區(qū)、沖擊區(qū)、壓