自排沙廊道水力學(xué)特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、盡管已有長期的研究，泥沙問題仍然是困擾水利工程的主要問題之一。泥沙不僅造成河道淤積，而且在抽水灌溉的過程中易引起機(jī)泵磨蝕、農(nóng)田沙化、環(huán)境破壞以及能源的浪費。黃河屬于多沙粗沙河流，如何降低黃河泥沙對水利工程的危害，就顯得尤為重要。東雷抽黃灌區(qū)在長期的生產(chǎn)實踐中，開發(fā)出一種新型的自排沙廊道，較好的解決了東雷抽黃灌區(qū)的泥沙問題，為處理水利工程排沙問題探索出了一條新的途徑。但是目前對自排沙廊道的研究才剛剛起步，理論研究還不完整，如何將自排沙廊道

2、技術(shù)推廣到更多的實際工程中，還需要做大量的研究。
　　本文在對排沙廊道的發(fā)展過程和主要形式以及存在的問題進(jìn)行總結(jié)評述的基礎(chǔ)上，采用FLOW-3D軟件對自排沙廊道的流場進(jìn)行數(shù)值模擬計算，分析其水力學(xué)特性，研究體型參數(shù)及廊道布置位置對流場的影響程度，為自排沙廊道結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。
　　通過數(shù)值模擬計算，發(fā)現(xiàn)第一代排沙廊道為頂部開敞式進(jìn)水，在入水口處易形成立型漩渦，產(chǎn)生阻水效果，影響排沙。第二代排沙廊道為側(cè)向進(jìn)水，這樣使得從

3、不同方向進(jìn)入的水流互相之間產(chǎn)生擾動，易造成泥沙貼邊淤積，降低排沙效果。自排沙廊道易形成螺旋流，螺旋化程度高，可以提高水流挾沙力，此種水流結(jié)構(gòu)更利于排沙。對自排沙廊道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究，分析了排沙孔結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括排沙孔直徑、排沙孔偏心距、排沙孔偏轉(zhuǎn)角對廊道中水流流速和壓力的影響，從數(shù)值模擬結(jié)果來看，當(dāng)排沙孔直徑為1.5cm，排沙孔偏心距為0.63，排沙孔偏轉(zhuǎn)角為60°時，能夠產(chǎn)生完整的螺旋流，而且水流流速比較大，排沙效果達(dá)到最大化。同時分