洞內(nèi)淹沒射流與水平旋流梯級內(nèi)消能泄洪洞的水力特性研究.pdf

1、高速水流問題歷來是高壩泄洪消能的一大難題，在面對高水頭泄洪消能的時候，無論采用哪種單一的內(nèi)消能工形式，都將會碰到一些較難以克服的困難，并且在導(dǎo)流洞改建時，因受到深水閘門應(yīng)用條件的限制，也無法改建為兼放空洞使用，而導(dǎo)流洞改建為泄洪洞同時兼放空洞是許多水利水電工程建設(shè)的需要。因此針對這種情況，提出了“洞內(nèi)淹沒射流與水平旋流梯級內(nèi)消能工”這一種新型的復(fù)合式內(nèi)消能工，可以解決上述問題。
　　該梯級內(nèi)消能工主要由第一級的淹沒射流內(nèi)消能工和第

2、二級的水平旋流內(nèi)消能工組成，本文對其基本的流態(tài)、流速、壁面壓強、射流恢復(fù)長度、旋流洞通氣孔的通風(fēng)量、旋流空腔直徑和旋流角等水力特性進(jìn)行試驗量測，然后對該消能工的水力特性與消能機理進(jìn)行分析，主要成果有：
　　1.該新型梯級內(nèi)消能工，可以在保證豎井內(nèi)水位高于射流段尾水洞頂部高程情況下，模型運行過程中各部分流態(tài)均較為穩(wěn)定，可以適用于高水頭的泄洪消能。
　　2.泄洪洞內(nèi)水流流速與壁面壓強在上游射流段與下游旋流段的各部位，均表現(xiàn)出了分

3、區(qū)變化特點，射流孔口段與旋流阻塞段變化劇烈。旋流段空腔旋流流速分布近似符合準(zhǔn)自由渦的分布規(guī)律。
　　3.通氣量受下游水位變化影響明顯，尾水洞為自由出流時通氣量較大，當(dāng)下游出口淹沒后通氣量明顯減小，但淹沒后隨下游水位的升高，通風(fēng)量減小不明顯。
　　4.通過射流段，消耗掉了一部分水流能量，從而降低了旋流段的作用水頭，使得一個高水頭消能問題變?yōu)橐粋€多級的中低水頭問題，使其可以應(yīng)用于超過100m甚至更高水頭下的泄洪消能。該體型整體消