不同體型寬尾墩的水力特性比較研究.pdf

1、本文對收縮式消能工的應用和發(fā)展進行了回顧，對各種體型的寬尾墩進行了總結(jié)。通過試驗對常規(guī)、X型、V型寬尾墩的水力特性進行了較為系統(tǒng)地研究，主要內(nèi)容和研究成果如下： 1．常規(guī)寬尾墩沖擊區(qū)比較集中，消力池底板最大時均動壓始終比較小，在消力池末段，壓力值沿程變化不大。在多數(shù)工況下，峰值區(qū)較為坦化，峰值區(qū)前后壓強衰減較快。在相同的堰頂水頭下，隨著下游水深的增加，其時均動壓改變不大，受下游水墊波動的影響不明顯。 2．X型寬尾墩由于下

2、部水舌的頂托作用，消力池底板最大時均動壓小，峰值區(qū)坦化，X型寬尾墩對水流起挑作用不大，水舌直接跌落在消力池首部，所以峰值區(qū)位于消力池前部和反弧段處，時均動壓在橫向上的分布趨勢與常規(guī)和V型相反，類似正弦曲線。 3．低V型寬尾墩在較小的下泄流量下，縱向擴散程度與高V型寬尾墩相當，但是對下游底板的沖擊動壓要小。而在較大的泄流量情況下，隨著下游水墊的增深，沖擊射流在消力池由于強烈的剪切，紊動和摻氣作用，水舌在到達底板的過程中能量逐漸衰減

3、，從而更有效地減輕下泄水舌對水墊塘底板的沖擊壓力，由此可見，V型寬尾墩的沖擊壓力對水墊變化比較敏感。 4．常規(guī)寬尾墩的臨底流速大小介于V型寬尾墩和X型寬尾墩之間。流速分布在橫向上比較均勻，出池流速較小。 5．x型寬尾墩的下部水股沿堰面流動，部分水流位于水墊塘底部，存在著較大的臨底流速和堰面流速，而且流速在橫向上分布不均，出池流速較大 6．低v型寬尾墩在各種寬尾墩中臨底流速值最小，它通過水股之間的碰撞，混摻和強烈的

4、紊動摻氣，流速衰減和擴散比較快，在消力池末段得到了比較小的出池流速，而且在空間位置上分布均勻。高V型寬尾墩的池內(nèi)流態(tài)與低V型基本一致，只是流速值偏大，這是紊動擴散不充分的結(jié)果，由于它的沖擊區(qū)偏向下游，所以需要比較長的消力池來消能。 7．三種寬尾墩的水舌形態(tài)差異顯著，常規(guī)寬尾墩的溢流壩面存在大面積無水區(qū)，只有少部分過水，而x型寬尾墩由于下部開口，底層水舌變得扁而平，貼著堰面下泄。v型寬尾墩的水舌完全脫離壩面，直接挑射入消力池。V型

5、寬尾墩上緣挑距最遠，縱向擴散明顯，水舌呈高而薄的雞冠狀。常規(guī)寬尾墩水舌比較均勻，縱向擴散比V型寬尾墩小。 8．通過實驗和量綱分析，得出了計算V型寬尾墩水舌下緣出射角的經(jīng)驗公式。根據(jù)該式，可由v型寬尾墩收縮坎的體型和來流條件計算初始出射角。通過實驗和前人的實驗成果，結(jié)合窄縫挑坎的計算方法，得出收縮段出口斷面水深和流速的計算公式。同時通過對射流的特性分析，給出了確定V型寬尾墩挑距的估算方法。 9．v型寬尾墩的收縮坎出口高度不