“附加動量”對沖式消力池的研究.pdf

1、在水利水電工程建設(shè)中,面廣量大的中小型閘壩工程在中國四化建設(shè)中起著重要的作用.但這些工程一般都為低佛汝德數(shù)水躍消能,如果消能問題解決不好將影響建筑物的正常運行,甚至危及閘壩工程的安全.該論文針對目前中小型水利工程中低佛汝德數(shù)底流消能存在的一系列問題提出一種新的消能形式,利用閘下鋪設(shè)道路形成對沖水流,一方面與閘不正向出流碰撞消能,另一方面降低第二共軛水深,同時抬高消力池尾水高度使水流能在消力池內(nèi)發(fā)生淹沒水躍進行消能.該文分別從水力學方法、

2、水力試驗、數(shù)值模擬計算對此消能形式進行了探討和研究,分析了對沖消力池中的水流流態(tài)對下游的影響.該文的主要內(nèi)容有:1.對底流消能狀況進行了總結(jié).2.利用水力學方法對對沖消力池進行了理論分析,推導(dǎo)了消能效率等基本公式.并分析了對沖消力池優(yōu)于常規(guī)消力池的原因.3.對對沖消力池進行了多組試驗,測量計算了對沖消力池在不同工況下的消能率、速度場、壓力場,對實驗數(shù)據(jù)進行了整理,擬合了如消能率、佛汝德數(shù)等水流參數(shù)之間的關(guān)系,并與理論值進行了比較,結(jié)果吻

3、合較好.4.在直角坐標系下建立控制方程,對對沖消力池流場進行二維數(shù)值模擬,計算結(jié)果說明RNG k-ε紊流模型較適合于對沖消力池的流場模擬,計算結(jié)果與實驗資料較為吻合.研究表明,對沖消力池消能率高,在低佛汝德數(shù)工況下消能效率平均提高15％左右,且具有水流穩(wěn)定,易于控制成淹沒水躍,減輕對下游的沖刷和減少消力池長度及防沖槽長度的優(yōu)點,對下游河床的演變也起著可調(diào)控作用,從而節(jié)省工程投資,也可節(jié)約河道防沖的維修費用,對工程具有實用價值.同時對底流