波浪條件下射流水動(dòng)力特性試驗(yàn)研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐表明，水下多孔排放與陸地污水處理的有機(jī)結(jié)合是沿江沿海城市污水處理方法的最佳選擇。水下多孔排放是環(huán)境水力學(xué)中一種典型的射流形式，射流的水動(dòng)力特性與受納水體環(huán)境關(guān)系密切，在河渠環(huán)境受明渠水流影響、在海岸帶受波浪和潮流影響。明渠水流和潮流對(duì)射流的影響可視為恒定流對(duì)射流的影響，而波浪引起的水體往復(fù)運(yùn)動(dòng)使波浪條件下的射流特性與恒定流條件下的射流特性有著顯著的不同。因此，研究波浪條件下的射流水動(dòng)力特性具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2、
　　結(jié)合波浪條件下單孔、雙孔射流的現(xiàn)象分析，量測(cè)了波浪條件下單孔、雙孔射流區(qū)域內(nèi)點(diǎn)壓強(qiáng)和流速分布情況，從流速和壓強(qiáng)兩方面分析不同波高、周期、射流初始速度、雙孔間距等對(duì)射流水動(dòng)力特性的影響，得出以下主要結(jié)論:
　　1、與靜水環(huán)境下的射流相比，波浪環(huán)境下的射流運(yùn)動(dòng)機(jī)理更加復(fù)雜，不宜直接用靜水射流壓強(qiáng)與波浪壓強(qiáng)單純疊加代表波浪對(duì)射流的影響。波浪作用增強(qiáng)了射流軸線流速、壓強(qiáng)的衰減。且衰減幅度與入射波高、波周期有關(guān)。波高相同時(shí)，波周

3、期越大射流衰減越迅速，波周期相同時(shí)，波高越大衰減越迅速。
　　2、從流速、壓強(qiáng)的分布和衰減規(guī)律分析，波浪條件下，射流可分區(qū)劃分為射流主導(dǎo)區(qū)、過(guò)渡區(qū)、波浪主導(dǎo)區(qū)。在射流主導(dǎo)區(qū)，流速、壓強(qiáng)大小、射流軸線位置等與靜水條件下射流相比均變化不大。在過(guò)渡區(qū)，不同波浪條件下，流速、壓強(qiáng)衰減幅度呈現(xiàn)較大差異，射流軸線發(fā)生偏移。在波浪主導(dǎo)區(qū)，射流作用減弱，波浪作用進(jìn)一步增強(qiáng)，流速、壓強(qiáng)衰減大為減緩。射流分區(qū)范圍因入射波條件而有差異，總體上，z/d＜

4、6～8為射流主導(dǎo)區(qū)，6～8＜z/d＜21～25為過(guò)渡區(qū)，z/d＞21～25為波浪主導(dǎo)區(qū)，波高周期大時(shí)取小值。
　　3、在波浪條件下，射流主軸出現(xiàn)了明顯的左右擺動(dòng)，并且其擺動(dòng)周期與波浪周期基本一致。從平均狀態(tài)看，波浪使得射流橫斷面壓強(qiáng)峰值沿波浪傳播方向偏移，偏移斷面及偏移位置與入射波波浪要素有關(guān)。波高相同時(shí)，周期越大，軸線開(kāi)始發(fā)生偏移的斷面下移，即z/d減小，射流主導(dǎo)區(qū)范圍減小，過(guò)渡區(qū)區(qū)段范圍增大;波周期相同時(shí)，隨著波高的增加軸線開(kāi)

5、始偏移的位置降低，即z/d減小，射流主導(dǎo)區(qū)范圍減小，波浪主導(dǎo)范圍增大。
　　4、兩孔射流各孔間相互混摻程度與射流間距Do、射流初始速Wo度密切相關(guān)。隨著雙孔間距的增大雙孔間的混摻影響慢慢減弱，Do=3d～6d內(nèi)混摻作用明顯，間距增大到Do=9d時(shí)，射流開(kāi)始呈現(xiàn)出單孔射流趨勢(shì)，直至相互之間不摻混而各自保持單股射流的流動(dòng)特性。
　　5、波浪條件下的雙孔射流，由于存在波浪與射流的相互影響以及兩股射流之間的相互卷吸影響，其水動(dòng)力特性

6、較靜水條件下的雙孔射流及波浪條件下的單孔射流更加復(fù)雜。在射流主導(dǎo)區(qū)，兩孔射流流速、壓強(qiáng)大小、射流軸線等與靜水條件下雙孔射流相比均變化不大。在過(guò)渡區(qū)，第一孔與單孔射流類似，而由于第一孔的遮擋，第二孔流速、壓強(qiáng)衰減比第一孔小，第二孔軸線偏移主軸距離較第一孔有所減小且存在滯后性。波浪主導(dǎo)區(qū)，雙孔射流已合并為一股射流，其水動(dòng)力特性與單孔射流類似。波浪條件下雙孔射流的遮擋作用與雙孔間距Do、射流初始速度wo有關(guān)，隨著射流間距的增大以及射流初始速度