公伯峽水平旋流泄洪洞原型觀測(cè)與反演模型試驗(yàn)水力特性對(duì)比分析研究.pdf

1、公伯峽水電站右岸旋流洞是國(guó)內(nèi)第一個(gè)泄流量達(dá)1000m3/s、水頭超過100m、由導(dǎo)流洞改建并已建成的水平旋流內(nèi)消能泄洪洞,其成功運(yùn)用為解決高壩建設(shè)中泄水建筑物的高速水流問題與導(dǎo)流洞改建的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)問題提供了典型的工程實(shí)例。盡管國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)旋流式內(nèi)消能工進(jìn)行過大量的研究,且公伯峽水平旋流泄洪洞通過了原型觀測(cè)試驗(yàn),但考慮到其今后的推廣應(yīng)用,本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金和公伯峽水平旋流泄洪洞反演模型試驗(yàn)任務(wù),通過原、模型試驗(yàn)成果對(duì)比和理論分析

2、的方法,揭示了水平旋流泄洪洞的水力特性及變化規(guī)律,并探討了模型的縮尺效應(yīng)。庫(kù)水位約為2002.00m是堰流向淹沒流轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)折點(diǎn),原、模型泄流量基本一致。原、模型進(jìn)口段及起旋室內(nèi)相應(yīng)測(cè)點(diǎn)的壓力變化規(guī)律相同；受旋流洞環(huán)流空腔內(nèi)氣體負(fù)壓值差異的影響,原、模型豎井段環(huán)狀空腔長(zhǎng)度不同,因此豎井段相應(yīng)測(cè)點(diǎn)的壓力變化規(guī)律差異較大；各測(cè)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)頻率均屬低頻。環(huán)形通氣孔通風(fēng)量與泄流量、模型比尺、射流沖擊速度,環(huán)狀空腔長(zhǎng)度等有關(guān),并擬合出了通風(fēng)量隨相對(duì)空腔

3、長(zhǎng)度的變化公式；起旋室通氣井通風(fēng)系由旋流洞內(nèi)表面軸向水流“挾帶”空氣而致空腔內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小進(jìn)入,模型存在縮尺效應(yīng)。豎井和旋流洞內(nèi)水流摻氣效果良好；環(huán)形摻氣坎通氣孔通風(fēng)量越大,斷面越接近豎井環(huán)狀空腔,其近壁面摻氣越多,并對(duì)摻氣濃度沿高程的遞減做了公式擬合；旋流洞內(nèi)環(huán)流空腔越靠近壁面,且壁面水層越薄,摻氣越多。豎井各斷面中心區(qū)的水流流速大于近壁面的；旋流洞內(nèi)切向流速沿程減小,且沿徑向的分布曲線逐漸坦化,軸向流速沿程逐漸增大,然后具有一定的保