下臥式閘門水力特性研究.pdf

1、本文在對近年來國內(nèi)外有關(guān)閘門水力特性文獻分析研究的基礎(chǔ)上，通過理論分析、物理模型試驗、數(shù)值模擬計算等研究手段對下臥式閘門的水力特性進行了研究。 通過因次分析，得出了下臥式閘門的流量系數(shù)主要受過閘水流的雷諾數(shù)、閘門開啟角度、閘門相對長度以及過閘水流的相對淹沒度的影響；門后通氣量主要受上游來流的弗勞德數(shù)和門后空腔相對高度的影響。 通過物理模型試驗，研究了下臥式閘門的控泄能力、過閘水流作用在下臥式閘門上時均壓強的分布規(guī)律、脈動

2、壓強特性和閘門后通氣量及其影響因素。試驗結(jié)果表明，無論是在自由出流還是在淹沒出流工況下，下臥式閘門開啟角度對流量系數(shù)都有較大影響。閘門開啟角度在30°左右時，流量系數(shù)存在極大值。在淹沒出流工況下，流量系數(shù)隨著相對淹沒度的增大而減小。作用在閘門面板上的動水壓強分布不同于靜水壓強分布，在閘門頂部產(chǎn)生負壓區(qū)。各種工況下，作用在下臥式閘門上的脈動壓強信號都具有較好的平穩(wěn)性，幅值分布接近正態(tài)分布。門后通氣設(shè)施失效使閘門下游面板上的脈動壓強增加約8

3、％。脈動壓強頻譜分析的結(jié)果表明，各測點脈動壓強的頻率結(jié)構(gòu)基本相似，均屬于低頻脈動。在各種閘門開啟角度下，隨著弗勞德數(shù)的增大，氣水比也逐漸增大，且氣水比隨著閘門后空腔相對高度的增大而增大。 通過數(shù)值模擬計算，分析研究了下臥式閘門在各種工況下，過閘水流的流態(tài)、流速分布特性以及作用在閘門面板上時均壓強的分布規(guī)律。自由出流工況下，水舌落點隨著閘門開啟角度的變化而變化，在閘門開啟角度為90°時，水舌落點接近閘門軸；門后旋渦隨閘門開啟角度的