水躍
- 自由出流的攔河水閘消力池計(jì)算探討
采用消力池尾坎使水躍穩(wěn)定進(jìn)行了研究，提出了使水躍穩(wěn)定的相對(duì)坎高T/h1與躍前斷面佛氏數(shù)Fr1的計(jì)算式［2］，該式的計(jì)算過程略顯復(fù)雜。文獻(xiàn)［3，4］通過大量的水力模型試驗(yàn)研究，提出了自由出流消力池末端尾坎高度T、水平段池長(zhǎng)L的初步計(jì)算方法（見圖1）。圖1 自由出流消力池體型和水力參數(shù)示意圖Fig.1 Diagram of shape and hydraulic parameters of stilling basin with free discharge本
中國(guó)農(nóng)村水利水電 2023年11期2023-11-27
- 防洪壩潛躍條件下地埋式消力池水力設(shè)計(jì)
于地下消力池中的水躍研究可分為3大類:僅在水槽寬度突然增大時(shí)的水躍;僅在河床處突然下降;以及突然膨脹和突然下降的組合。而對(duì)突擴(kuò)突降水躍的研究大多是通過調(diào)節(jié)尾水位進(jìn)行的,但與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn);在目前的研究中,沒有對(duì)尾水進(jìn)行控制,水躍是由端檻強(qiáng)制的,與實(shí)際情況類似。但仍解決受限復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)的強(qiáng)制水躍問題[3-5]。本研究通過實(shí)驗(yàn)研究了消力池中強(qiáng)制水躍的水力特性,并嘗試在不同的水力和幾何條件下對(duì)其可能的流動(dòng)模式進(jìn)行分類。利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出了一種基于消力池下游水流要
黑龍江水利科技 2023年9期2023-09-25
- 基于等效收縮斷面的漸擴(kuò)折坡消力池特性研究
成淹沒程度不大的水躍，淹沒度一般取1.05～1.10較為適宜。當(dāng)尾水深度不能滿足要求時(shí)，一般采用降低護(hù)坦高程、護(hù)坦末端設(shè)消力池或者既降低護(hù)坦高程又修建消力坎形成綜合式消力池等方式，有時(shí)還可以在護(hù)坦上增設(shè)消力墩等輔助消能工[7]。為了提高消力池的消能效果，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)底流消能工不斷進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，以更適應(yīng)工程實(shí)際需要，如跌坎底流消能工[8]、突擴(kuò)式消力池[9-10]、寬尾墩聯(lián)合消能工[11]、趾墩懸柵聯(lián)合消能工[12]等形式。但對(duì)于發(fā)生在壓力管道弧形閘門下
水力發(fā)電 2023年3期2023-04-10
- 延長(zhǎng)反濾在水閘消力池前端的應(yīng)用分析
板揚(yáng)壓力[2]、水躍引起的脈動(dòng)壓力[3]。低水頭水閘消力池前端底板隆起的原因主要是泄水時(shí)消力池前端產(chǎn)生的水躍使得消力池底板前后水的壓重產(chǎn)生不平衡力矩，且前端沒有布設(shè)排水孔，當(dāng)揚(yáng)壓力和脈動(dòng)壓力的合力矩超過消力池底板的抗傾覆力矩，使得底板上抬隆起[4]。茹建輝[5]指出，《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》條文說明第4.3.8條的不當(dāng)在于只強(qiáng)調(diào)了靠前布置排水孔可能存在較大的滲透比降，會(huì)使得反濾層遭受破壞從而引起結(jié)構(gòu)破壞。但是忽視了排水孔自身承擔(dān)減少基礎(chǔ)底面上的揚(yáng)壓力，增大工程穩(wěn)定
廣東水利水電 2022年11期2022-12-07
- 山區(qū)寬窄相間河段輸水能力變化規(guī)律
寬的展寬段易發(fā)生水躍現(xiàn)象。Valiani和Caleffi[6]采用線性角動(dòng)量守恒理論，得到了線性漸變水槽水躍空間結(jié)構(gòu)的解析解。Gandhi[7]基于突擴(kuò)型水槽水流運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，分析了不同窄寬比的水躍尺度特征。王淑英[8]、Wang[9]、王文娥[10]等以水槽試驗(yàn)為基礎(chǔ)，研究了寬窄相間河道橫向流速、紊動(dòng)特性及斷面環(huán)流分布。高永勝等[11]采用數(shù)值模擬方法，分析了河寬變化下的行洪過程及其河床演變特征。閆旭峰等[12]基于2維淺水方程模擬研究了寬窄相間河道因推移質(zhì)
工程科學(xué)與技術(shù) 2022年6期2022-11-28
- 何家溝水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程消能墩體型和位置優(yōu)化研究
計(jì)算結(jié)果3.2 水躍高度水躍高度也是評(píng)價(jià)消能結(jié)構(gòu)消能效果的重要指標(biāo)，研究中利用構(gòu)建的有限元計(jì)算模型，對(duì)不同墩型、不同下瀉流量條件下的水躍高度進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表2所示。由表中的計(jì)算結(jié)果可以看出，在下瀉流量較小的情況下，三種墩型的水躍高度比較接近，隨著下瀉流量的增大，T型墩的水躍高度明顯偏小，而頂角60°墩的水躍高度最大。這說明，T型墩可以產(chǎn)生相對(duì)較好的消能效果。表2 不同墩型水躍高度計(jì)算結(jié)果3.3 能量損失系數(shù)利用有限元模型對(duì)不同墩型方案的綜合能量損失系數(shù)進(jìn)
吉林水利 2022年2期2022-06-22
- 那吉航運(yùn)樞紐大壩消力池?fù)p毀成因和搶修方案分析
：消力池;海漫;水躍;閘門開啟中圖分類號(hào)：U617.9+10 引言那吉水電站為低水頭徑流式電站，溢流壩壩基為E2n2-3泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖、泥巖的弱風(fēng)化巖層，抗沖刷性較差。本文從河床下切水位下降、地形地質(zhì)條件、超標(biāo)洪水等方面分析了那吉航運(yùn)樞紐攔河壩消力池被淘空、海漫損毀的原因，提出了修復(fù)設(shè)計(jì)方案，以期為其他類似工程提供有益的借鑒。1 概述那吉航運(yùn)樞紐位于廣西右江百色市境內(nèi)，是百色水庫(kù)的反調(diào)節(jié)水庫(kù)，是以航運(yùn)為主、結(jié)合發(fā)電、兼顧其他效益的水
西部交通科技 2022年3期2022-06-06
- 漸擴(kuò)式消力池體型優(yōu)化研究
對(duì)于水工建筑物，水躍消能是最早也是最完善的消能方式，它通過急流向緩流過渡時(shí)發(fā)生的水躍產(chǎn)生的表面漩滾和強(qiáng)烈的紊動(dòng)消除余能，具有消能效果好，無霧化等優(yōu)點(diǎn)，適用于中低水頭，在國(guó)內(nèi)外的水利工程得到了廣泛運(yùn)用。隨著消能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，消力池的形式也日益多樣化。對(duì)于低弗勞德數(shù)水躍，一般采用多級(jí)消力池［1］。譚高文［2］等通過數(shù)值分析結(jié)合物理模型試驗(yàn)對(duì)二級(jí)消力池體型參數(shù)及其敏感性進(jìn)行了分析。向家壩在設(shè)計(jì)中采用了跌坎消力池，實(shí)現(xiàn)了底流消能在高水頭、大單寬流量的運(yùn)用［3］。
中國(guó)農(nóng)村水利水電 2022年5期2022-05-24
- 某水庫(kù)溢洪道消力池消能墩墩型和位置優(yōu)化研究
過水流量[4]。水躍高度和水深的測(cè)量利用鋼板尺，由于水躍的存在，水流紊動(dòng)十分劇烈，造成水面的浮動(dòng)量相對(duì)較大，因此在測(cè)量過程中需要在測(cè)點(diǎn)部位停留30s，取水面的最高值和最低值確定水面的浮動(dòng)范圍，并取水面在鋼板尺停留2/3時(shí)間部位的數(shù)值作為該部位的水深試驗(yàn)數(shù)據(jù)[5]。在流速測(cè)量過程中，直接將畢托管、測(cè)針插入水中的測(cè)點(diǎn)，使測(cè)針頂端的小孔正對(duì)水流方向，連接測(cè)針上部?jī)筛鶞y(cè)壓管的水頭差值即為所測(cè)數(shù)據(jù)，然后可以計(jì)算出測(cè)點(diǎn)部位的流速[6]。在測(cè)量過程中，每個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)定的時(shí)間
水利技術(shù)監(jiān)督 2022年2期2022-03-09
- 非中心入射流旋轉(zhuǎn)圓盤水躍現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)與模擬
會(huì)迅速增加，形成水躍[2]。水躍會(huì)影響旋轉(zhuǎn)圓盤表面上的液膜分布，進(jìn)而影響到圓盤表面?zhèn)鳠?、傳質(zhì)和反應(yīng)過程，因此水躍引起研究人員的廣泛關(guān)注。Rayleigh[3]首先提出了無黏流體在靜止固體表面上的水躍模型。此后，Watson[4]研究了入射流在靜止表面上的層流和湍流流動(dòng)，闡明了液體黏度對(duì)水躍半徑的影響。Bush等[5]在Watson的基礎(chǔ)上研究了表面張力對(duì)入射流水躍現(xiàn)象的影響，提出的理論模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有更好的一致性。當(dāng)固體表面開始旋轉(zhuǎn)后，研究工作大部分集中
化工進(jìn)展 2021年11期2021-11-30
- NAM PAW 水電站消力池優(yōu)化試驗(yàn)研究
表孔下游消力池內(nèi)水躍躍首位于0+37.0 m～0+42.0 m 斷面范圍，為不穩(wěn)定的臨界水躍，水躍躍首斷面水深1.96～2.16 m，流速為25.98～26.89 m/s。②泄洪兼沖砂底孔水躍躍首位于折坡上0+41.5 m 斷面處，屬于較為穩(wěn)定的淹沒水躍，躍首斷面水深為2.45 m，流速為27.55 m/s。③溢流表孔下游消力池內(nèi)，由于發(fā)生水躍，故而在壩面末端至0+75.0 m 斷面范圍內(nèi)表面均產(chǎn)生回流。泄洪兼沖砂底孔自躍首至0+87.5 m 斷面表面形成
湖南水利水電 2021年4期2021-09-02
- 基于MathCAD在挖深式消力池設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化中的應(yīng)用研究*
過某些措施來控制水躍在消力池中的位置，并利用水躍產(chǎn)生的表面漩滾和強(qiáng)烈的紊動(dòng)來達(dá)到消能目的。1.2 底流挖深式消能工計(jì)算步驟眾所周知，當(dāng)水流通過泄水建筑物下泄時(shí)要經(jīng)過c-c收縮斷面后發(fā)生水躍，以水躍的形式與下游水流銜接。若水躍發(fā)生在收縮斷面前后的位置不同，則發(fā)生不同的水躍銜接形式，而水躍銜接形式?jīng)Q定了是否需要采取消能措施。所以底流式銜接消能工的水力計(jì)算第一步需要計(jì)算收縮水深hc；第二步由收縮水深hc計(jì)算共軛水深，并根據(jù)與下游水深ht的關(guān)系辨別水躍銜接方式，再
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2021年22期2021-08-23
- 反坡正弦波形底板上F 型水躍水力特性的試驗(yàn)研究
641000)水躍消能作為一種傳統(tǒng)消能方式在水利工程中得到了廣泛應(yīng)用。到目前為止水躍大致可以分為A、B、C、D、E 和F 型，在反坡上形成的水躍稱為F 型水躍。Khader 等[1]認(rèn)為反坡坡度大于?0.025 時(shí)，F(xiàn) 型水躍幾乎不可控。McCorquodale 等[2]利用閘門進(jìn)行尾水控制，研究了反坡坡度為?0.10、?0.167 和?0.20 的F 型水躍，并提出了共軛水深比、漩滾長(zhǎng)度和能量損失的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。Abrishami 等[3]認(rèn)為在弗勞德數(shù)
水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào) 2021年3期2021-07-05
- 低水頭水閘下游流態(tài)及消力池長(zhǎng)度計(jì)算分析
閘下游的流態(tài)(如水躍形態(tài)、波狀流等)和消力池長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果等。本文在分析低水頭水閘閘門局部開啟和閘門全開運(yùn)行下游流態(tài)的基礎(chǔ)上，并綜合以往的有關(guān)研究成果，對(duì)水閘下游消力池長(zhǎng)度的計(jì)算方法進(jìn)行分析，供工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行參考。2 水閘下游消力池長(zhǎng)度計(jì)算公式根據(jù)文獻(xiàn)[5-6]，水閘下游消力池體形和水力參數(shù)示意見圖1。圖1 水閘下游消力池體形和水力參數(shù)示意閘下游收縮斷面水深h1：(1)閘下游躍后(共軛)水深h2：(2)水躍長(zhǎng)度Lj:Lj=6.9(h2-h1)(3)消力池長(zhǎng)度
廣東水利水電 2021年4期2021-04-27
- 跌水建筑物水力計(jì)算及分析
用池中形成的強(qiáng)迫水躍來充分消耗下泄水流所挾帶的能量，使得水流平順進(jìn)入下游渠道，減輕對(duì)下游渠道的沖刷破壞。目前跌水消力池計(jì)算方法有經(jīng)驗(yàn)公式和水躍方程公式2種，本文對(duì)2種計(jì)算公式進(jìn)行比較分析。(1) 經(jīng)驗(yàn)公式《水力計(jì)算手冊(cè)》(第二版)[6]消力池計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式：(4)hc=0.54D0.425P(5)(6)(7)(8)(2) 水躍方程公式現(xiàn)行GB 50288-2018《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[7]及SL 482-2011《灌溉與排水渠系建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》[8]規(guī)
西北水電 2021年1期2021-04-09
- 平底突擴(kuò)三元水躍流場(chǎng)的數(shù)值模擬
能會(huì)產(chǎn)生經(jīng)典二元水躍，但在多數(shù)情況下，為部分閘門對(duì)稱開啟，閘后水流在突擴(kuò)處開始向兩側(cè)擴(kuò)散，水流會(huì)互相混摻碰撞，形成一種水面波動(dòng)大，水面線難以確定的復(fù)雜三元突擴(kuò)水躍。閘后水流在經(jīng)過突擴(kuò)斷面時(shí)流速減小，會(huì)對(duì)上游水流的下泄產(chǎn)生一定的阻礙和頂托作用，從而使得水面線壅高，當(dāng)上下游水深達(dá)到共軛水深關(guān)系時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生水躍現(xiàn)象，水利工程上常利用水躍進(jìn)行消能，即底流消能。國(guó)內(nèi)外對(duì)棱柱體渠道內(nèi)的二元水躍和漸擴(kuò)式渠道內(nèi)的三元水躍已做了大量研究，羅永欽[12]結(jié)合物理模型試驗(yàn)和三維
黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào) 2020年3期2020-11-06
- 導(dǎo)流墻對(duì)彎形河道中閘室水流條件變化的影響研究
后形成典型的三元水躍[2]。由于閘門孔的啟閉過程持續(xù)進(jìn)行，伴隨著閘門啟閉，宣泄水流量會(huì)持續(xù)增加或減少，由此造成閘門宣泄水流流態(tài)更為復(fù)雜[3]。流態(tài)復(fù)雜水流內(nèi)部水顆粒呈現(xiàn)雜亂無章的運(yùn)動(dòng)流態(tài)，此時(shí)，閘后渠道極易在閘門啟閉過程中受到嚴(yán)重的沖刷，導(dǎo)致渠道受到侵蝕，進(jìn)而出現(xiàn)滲漏量加劇、渠道利用率降低等水資源問題，降低水工建筑物的使用年限[4]。消力池作為降低水流能量、削弱水流對(duì)渠道沖刷的重要水工建筑物被廣泛地應(yīng)用在各種泄水建筑物下游[5]。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范和水閘專著一般
海河水利 2020年4期2020-07-24
- 某水閘結(jié)構(gòu)導(dǎo)流墻對(duì)水流狀態(tài)的影響研究
在海漫上存在二次水躍。設(shè)置導(dǎo)流墻之后，在開啟單孔時(shí)，導(dǎo)流墻下游的水流依然存在受擠壓的現(xiàn)象，水躍位置向下游移動(dòng)，消力池中水流的流速較大；在三孔開啟的情況下，導(dǎo)流墻可以顯著減小單寬流量，兩側(cè)水流受到的擠壓作用較小，水躍的寬度明顯增大。分析表2，并結(jié)合圖2可以發(fā)現(xiàn)，開啟單孔時(shí)，在導(dǎo)流墻范圍內(nèi)，兩側(cè)靜水區(qū)并沒有對(duì)水流造成擠壓影響。在導(dǎo)流墻下游，下泄水流依然受到兩側(cè)靜水區(qū)的擠壓，躍后水深并沒有因?yàn)樵O(shè)置導(dǎo)流墻而顯著減小。隨著導(dǎo)流墻長(zhǎng)度增大，水躍的位置逐漸向下游移動(dòng)，消
水利科學(xué)與寒區(qū)工程 2020年2期2020-06-04
- 改進(jìn)的突然對(duì)稱擴(kuò)散水躍方程
本途徑是一致的。水躍的研究長(zhǎng)期受到學(xué)者的關(guān)注[1-8]。最簡(jiǎn)單的情況是水平渠底等寬二元渠道中的水躍。Belanger于1928年忽略能量損失應(yīng)用能量方程建立水躍方程，沒有成功，10年后，他改用動(dòng)量方程給出了二元渠道中的水躍共軛水深比的顯式解。最近幾十年，由于工程建設(shè)的需要和技術(shù)手段的進(jìn)步，對(duì)水躍的研究有了較大的發(fā)展。由于消力池的幾何形狀取決于地形的條件，經(jīng)常被布置為擴(kuò)散式。從而引起了學(xué)者對(duì)擴(kuò)散水躍的研究。擴(kuò)散水躍可分為水平渠底漸擴(kuò)明渠段中的水躍[9-13]
水利與建筑工程學(xué)報(bào) 2020年1期2020-03-30
- 低水頭水閘下游消力池長(zhǎng)度優(yōu)化研究
)對(duì)閘下游流態(tài)和水躍長(zhǎng)度影響較大，若不正確區(qū)分水閘下游的流態(tài)，則計(jì)算得出的消力池池長(zhǎng)明顯不合理，會(huì)增加工程投資和造成浪費(fèi)。本文結(jié)合廣東省鑒江高嶺攔河水閘重建工程下游消力池水力模型試驗(yàn)研究成果[11]，在水閘閘門全開泄流(即閘門全開敞泄，下同)的下游出流流態(tài)判別的基礎(chǔ)上，提出了低水頭水閘下游消力池合理長(zhǎng)度的計(jì)算和選取方法。2 消力池長(zhǎng)度計(jì)算和分析常規(guī)水閘下游消力池長(zhǎng)度計(jì)算公式為公式(1)～(4)[1，12]，相應(yīng)的消力池體型和水力參數(shù)見圖1。圖1 水閘下游消
水資源與水工程學(xué)報(bào) 2019年4期2019-09-23
- 新集水電站泄洪消能防沖刷優(yōu)化研究
me圖4 原方案水躍示意圖Fig.4 Schematic diagram of the original scheme water jump2.2 消能率研究考慮到閘后形成了不完整水躍，海漫收縮斷面處水躍能量的耗散不充分，因此主要計(jì)算一次水躍躍首(斷面1-1)及海漫后斜坡(斷面2-2，樁號(hào)0+120 m)處相應(yīng)水力要素，以方便研究消力池內(nèi)水躍的消能效率。如圖4所示，其中以消力池底板(高程60.5 m)為基準(zhǔn)面，計(jì)算各工況躍前斷面能量及水流佛氏數(shù)，根據(jù)整體模
中國(guó)農(nóng)村水利水電 2019年8期2019-08-31
- 突然擴(kuò)散水躍方程的改進(jìn)與比較
不同的消能形式。水躍消能作為傳統(tǒng)的消能形式被廣泛采用[4-8]。水躍分為棱柱體明渠的水躍和空間水躍，水平渠底漸擴(kuò)明渠段中的水躍[8-13]和水平渠底突然擴(kuò)大明渠段的水躍(以下簡(jiǎn)稱“突然擴(kuò)散水躍”)[14-17]是適合擴(kuò)散河槽的2種不同的空間水躍。由于空間水躍流動(dòng)復(fù)雜[18-21]，空間水躍引起了相關(guān)研究者予以關(guān)注。而水平渠底突然擴(kuò)散水躍的研究較少。關(guān)于水平渠底突然擴(kuò)散水躍水力設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)共軛水深比的計(jì)算，一類是依賴于試驗(yàn)資料建立的經(jīng)驗(yàn)公式，這類公式由于
長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào) 2019年8期2019-08-21
- 基于低佛汝德數(shù)分析法的水閘底流消能防沖措施分析
即產(chǎn)生低佛汝德數(shù)水躍現(xiàn)象，水閘底流消能不充分；當(dāng)4.5＜Fr≤9 時(shí)，即發(fā)生充分水躍，水閘底流消能充分；當(dāng)Fr＞9 時(shí)即產(chǎn)生強(qiáng)水躍，此時(shí)水流處于不穩(wěn)定狀態(tài)，產(chǎn)生較大的波浪。而在水躍段中水流速度較快，水流相互摩擦釋放出較大的能量，將會(huì)對(duì)河床、周邊建筑物等產(chǎn)生較大的沖刷力，因此務(wù)必要強(qiáng)化對(duì)消能措施的設(shè)計(jì)，真正確保水躍現(xiàn)象在消力池中充分發(fā)生，使水流摩擦所產(chǎn)生的大部分能量在水躍段得到充分釋放，余下能量也會(huì)被防沖設(shè)施、護(hù)坦繼續(xù)耗散，從而良好地規(guī)避對(duì)河床、河岸造成過度
陜西水利 2019年3期2019-04-23
- 突擴(kuò)式消力池R型水躍的長(zhǎng)度特征分析
)1818年研究水躍現(xiàn)象以來，距今約有200年的歷史。水躍共軛水深關(guān)系作為水躍控制的重要參數(shù)，備受各家學(xué)者關(guān)注。但表征水躍特性的另一重要參數(shù)——水躍長(zhǎng)度，卻由于水流的復(fù)雜性，其研究成果遠(yuǎn)沒有共軛水深研究的深入與透徹?，F(xiàn)階段水躍長(zhǎng)度的研究成果多為各家學(xué)者提出的經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式，關(guān)于水躍長(zhǎng)度的理論研究還相對(duì)較少。Rajaratnm[1]和Hughes[2]先后將水躍分為水躍旋滾長(zhǎng)度Lr和水躍長(zhǎng)度Lj，其中水躍旋滾長(zhǎng)度是指水躍躍首斷面到水躍表面旋滾末端斷面之間的
陜西水利 2019年2期2019-04-09
- 突然擴(kuò)散水躍方程的顯式解
不同的消能方式。水躍或者底流消能作為基本的消能方式之一，已在工程中廣泛應(yīng)用。關(guān)于水躍消能的研究也已獲得很大進(jìn)展[1-6]。水平渠底等寬矩形斷面渠道中的水躍是水躍的最簡(jiǎn)單形式，它具有共軛水深比的顯式解。但是，限于地形條件，消能段經(jīng)常布置成擴(kuò)散式水躍消能，因此，需研究水平渠底漸擴(kuò)明渠段中的水躍[7-12]及水平突然擴(kuò)散段(簡(jiǎn)稱水平突擴(kuò)段)的水躍[7,13-19]。水平突擴(kuò)水躍的共軛水深是底流消能工水力設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。本文將研究突擴(kuò)水躍共軛水深方程及其水力特性。
水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào) 2018年5期2018-11-08
- 導(dǎo)流墻對(duì)閘后三元水流特性的影響
規(guī)范仍推薦按二元水躍問題計(jì)算和設(shè)計(jì)消能設(shè)施[1]，河北吳橋，山東辛集、慶云等不少水閘工程均因這種二元設(shè)計(jì)三元運(yùn)行受到?jīng)_刷破壞[2-3]。究其原因是由于多孔水閘少數(shù)孔開啟時(shí)主流出閘后經(jīng)兩側(cè)靜水?dāng)D壓產(chǎn)生水躍，隨后在消力池后發(fā)生擴(kuò)散繼而在海漫上形成二次水躍，沖刷河床[4-5]。對(duì)于這種多孔水閘少數(shù)孔開啟引起的三元突擴(kuò)水躍及二次水躍問題，在閘后消力池內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流墻來改善主流被擠壓而形成的惡劣流態(tài)是有效的改進(jìn)措施[6-8]，可適應(yīng)多孔水閘分區(qū)運(yùn)用的方式，提高消能率,在
水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào) 2018年4期2018-09-12
- 平底矩形斷面漸擴(kuò)散水躍躍后水深的計(jì)算
漸擴(kuò)式消力池中的水躍稱為漸擴(kuò)散水躍.張志恒[1]試驗(yàn)研究了平底矩形斷面渠道漸擴(kuò)式消力池的水力特性，研究發(fā)現(xiàn)，在相同流量下漸擴(kuò)式消力池躍后水深較一般矩形二元水躍小4%～14%.W. H. HAGER[2]的研究也表明，在相同來流情況下，漸擴(kuò)式消力池銜接上游水流所需的下游尾水水深較一般矩形消力池小.陳椿庭等[3]的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)漸擴(kuò)式水躍躍后斷面寬度與躍前斷面寬度比b2/b1=2時(shí)，所需的下游水深較一般矩形消力池可減小1/10.可見，漸擴(kuò)式消力池的布置既是工程實(shí)
浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào) 2018年4期2018-08-20
- 突擴(kuò)式消力池T型水躍的流速分布與邊界層發(fā)展
0048)突擴(kuò)式水躍是指下泄急流突然擴(kuò)散到下游較寬渠道，在下游渠道中過渡為緩流的一種三元空間水躍.根據(jù)下游渠道尾水水深的不同，可將突擴(kuò)式水躍分為R型水躍、S型水躍和T型水躍[1].當(dāng)下游渠道尾水水深較淺，水躍躍前斷面位于擴(kuò)散后的下游渠道中，此時(shí)水躍稱為R型水躍.當(dāng)下游水深較大，躍前斷面位于上游較窄渠道而躍后斷面位于下游較寬渠道，此時(shí)稱為T型水躍.當(dāng)躍前斷面位于突然擴(kuò)散斷面附近，此時(shí)發(fā)生的水躍稱為S型水躍.文獻(xiàn)[1]通過模型試驗(yàn)，研究了S型淹沒水躍水躍區(qū)沿程
浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào) 2018年3期2018-07-17
- 矩形明渠粗糙壁面消力池的水力計(jì)算
亞群1 粗糙壁面水躍的研究現(xiàn)狀矩形明渠粗糙壁面消力池是指人為的在消力池的底板上加設(shè)粗糙塊，例如礫石、橫條、方塊、波形床面等不同形式的粗糙面。2002 年以來，Ead 和 Rajaratnam[1][2]、Abbaspour等[3]、我國(guó)的陳香菊[4]、張志昌[5][6][7]等對(duì)波狀床面的水躍特性進(jìn)行過研究。1984年，Hughes[8]對(duì)密排礫石粗糙壁面消力池的水躍特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。2007年，F(xiàn)rancesco Giuseppe Carollo[9]
陜西水利 2018年3期2018-06-13
- 半橢圓斷面渠道的水躍方程及其解法
的常見斷面形式的水躍方程，其相應(yīng)的求解方法也多種多樣，常見的有公式擬合法、試算法、迭代法、圖解法等。與U形斷面渠道在國(guó)內(nèi)干旱半干旱區(qū)的大規(guī)模推廣不同，預(yù)制混凝土半橢圓形渠道由于造價(jià)低、土地利用率低、便于運(yùn)行維護(hù)，在國(guó)外大型農(nóng)田灌溉網(wǎng)絡(luò)中得到了推廣應(yīng)用[16]。水躍共軛水深作為為渠道水力設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，目前并未有關(guān)于半橢圓斷面水躍方程及其解法的文獻(xiàn)，亟需推求其水躍方程并找到快速有效的解法。半橢圓斷面水躍方程的共軛水深，不僅對(duì)躍前水深范圍有要求，躍前水深須大于
中國(guó)農(nóng)村水利水電 2018年5期2018-05-30
- 漸擴(kuò)式消力池水躍長(zhǎng)度的分析與計(jì)算
漸擴(kuò)式消力池中的水躍稱漸擴(kuò)式水躍.張志恒[1]通過研究陡坡擴(kuò)散消力池的水工模型試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，漸擴(kuò)式消力池躍后水深較同一流量下一般矩形二元水躍躍后水深小4%～14%.陳椿庭[2]研究表明，當(dāng)漸擴(kuò)式水躍躍后斷面寬度與躍前斷面寬度比b1/b1=2時(shí)，所需的下游水深可減小1/10.可見，漸擴(kuò)式消力池較一般矩形消力池具有更好的消能效果.漸擴(kuò)式水躍的研究主要包括水躍躍后水深與水躍長(zhǎng)度.現(xiàn)階段很多學(xué)者提出了漸擴(kuò)式水躍躍后水深的計(jì)算方法[1,3-6]，漸擴(kuò)式水躍躍后水深的研究
浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào) 2018年2期2018-05-09
- 水閘底流消能防沖關(guān)鍵技術(shù)研究
閘水流在池內(nèi)產(chǎn)生水躍，以消除水流的動(dòng)能，保護(hù)河床、河岸免受沖刷。其后的海漫進(jìn)一步消除水流剩余的動(dòng)能，調(diào)整水流的流速分布。海漫末端常設(shè)防沖槽，以防海漫下游河床沖刷而影響海漫的安全。水閘底流式消能的效率與閘孔出流處的佛汝德數(shù)Fr密切相關(guān)，F(xiàn)r愈大，消能效率愈高；Fr愈小，則消能效率愈低。(1)國(guó)外學(xué)者從20世紀(jì)50年代開始對(duì)低佛汝德數(shù)水躍的消能進(jìn)行研究，尋求合適的消能方式來解決低佛氏數(shù)消能的不足。美國(guó)墾務(wù)局推薦了USBR-Ⅳ型和USBR-Ⅲ型消力池，前者由趾墩
中國(guó)農(nóng)村水利水電 2018年3期2018-04-13
- 轉(zhuǎn)盤表面黏性薄液膜穩(wěn)態(tài)流動(dòng)特性數(shù)值模擬
布的影響，導(dǎo)出了水躍和同步區(qū)半徑模型并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明：等效Froude數(shù)不會(huì)對(duì)薄膜厚度分布產(chǎn)生明顯影響；量綱1和澆注尺寸r是水躍發(fā)生與否的決定條件，增大或縮小r有助于水躍出現(xiàn)，水躍半徑穩(wěn)定于=0.85；平均徑向速度呈典型三分區(qū)特征，縮小澆注尺寸r將引起澆注區(qū)范圍加大而加速區(qū)范圍顯著縮小，導(dǎo)致薄膜無明顯加速現(xiàn)象而直接進(jìn)入同步區(qū)，但同步區(qū)半徑維持在=1.53。研究結(jié)果為轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器以及離心?；鞯鹊脑O(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了可借鑒的理論與應(yīng)用基礎(chǔ)。流體力學(xué)；模型；
化工學(xué)報(bào) 2017年6期2017-06-05
- Excel在判斷水工建筑物下游水躍銜接形式中的應(yīng)用
斷水工建筑物下游水躍銜接形式中的應(yīng)用馬 琳 杜萬軍 趙 英一、引言水力計(jì)算當(dāng)中，溢流壩下游水躍銜接形式的判斷，是一項(xiàng)比較繁瑣且重復(fù)的工作，要求計(jì)算者通過試算法求解相關(guān)水力要素，然后判斷下游水躍銜接形式，計(jì)算步驟較多，計(jì)算量也略大。Microsoft Excel軟件能很好地解決試算法中計(jì)算繁瑣這一問題，筆者結(jié)合自身在水力計(jì)算教學(xué)當(dāng)中的實(shí)際情況，將Excel應(yīng)用到判斷溢流壩下游水躍銜接形式這一問題中，節(jié)省了工作量和工作時(shí)間。二、Excel計(jì)算矩形斷面溢流壩下游
治淮 2017年5期2017-06-01
- 突擴(kuò)式水躍躍長(zhǎng)的計(jì)算公式推導(dǎo)與驗(yàn)證
0002)突擴(kuò)式水躍躍長(zhǎng)的計(jì)算公式推導(dǎo)與驗(yàn)證傅銘煥，盧志男，惠祥明，鄭 艷，孫培學(xué)(浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，杭州 310002)水躍長(zhǎng)度為突擴(kuò)式消力池設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，對(duì)消力池安全穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)合理的影響效果顯著。通過建立水躍區(qū)水體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程，研究突擴(kuò)式消力池水躍躍長(zhǎng)的變化規(guī)律。提出了突擴(kuò)式水躍躍長(zhǎng)的半理論公式，并用已有文獻(xiàn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。研究表明：突擴(kuò)式消力池水躍長(zhǎng)度是躍前斷面弗勞德數(shù)、躍前斷面平均水深、水躍共軛水深比和消力池突擴(kuò)比的函數(shù)，并隨
長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào) 2017年4期2017-04-11
- 折坡擴(kuò)散型消力池的水躍特性試驗(yàn)研究
坡擴(kuò)散型消力池的水躍特性試驗(yàn)研究梁 硯，周 赤，段文剛(長(zhǎng)江科學(xué)院 水力學(xué)研究所，武漢 430010)折坡擴(kuò)散型消力池在中小型水利工程中經(jīng)常采用，消能效果良好，能較好地適應(yīng)地形變化。但由于其邊界條件的復(fù)雜性，對(duì)其水躍特性的研究較少。通過水工模型試驗(yàn)，對(duì)不同工況下折坡擴(kuò)散型消力池的水躍流態(tài)、躍長(zhǎng)、躍后水深等水躍特征進(jìn)行了研究。分析對(duì)比了在相同來流條件下，平底等寬型、折坡等寬型、折坡擴(kuò)散型消力池的躍后共軛水深。結(jié)果表明，相同來流條件下，相較于等寬型消力池，折坡
長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào) 2017年3期2017-03-11
- 基于有限元法的閘后折坡水躍數(shù)值研究
限元法的閘后折坡水躍數(shù)值研究賈洪濤(凌源市鑫盛水利建筑工程有限公司，遼寧 朝陽(yáng) 122500)水閘是水利工程中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)水資源調(diào)度起著重要作用。一批建設(shè)于上世紀(jì)80年代的水閘頻繁出現(xiàn)險(xiǎn)情，多數(shù)事故是閘后消能結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致的。以大凌河流域十二官水閘消力池斜坡連接段為研究對(duì)象，利用有限元法對(duì)閘后折坡進(jìn)行數(shù)值研究，得出了不同水位時(shí)的水躍參數(shù)。并分析消力池長(zhǎng)度、斜坡連接段坡度對(duì)水躍的影響。研究結(jié)果可作為同等水閘消力池設(shè)計(jì)參考。水閘;消力池;有限元法;水躍D
水利規(guī)劃與設(shè)計(jì) 2016年8期2017-01-11
- 密排加糙床面消力池自由水躍躍長(zhǎng)計(jì)算
糙床面消力池自由水躍躍長(zhǎng)計(jì)算傅銘煥1,2，張志昌2(1.浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，浙江杭州 310002； 2.西安理工大學(xué)，陜西西安 710048)水躍長(zhǎng)度作為消力池設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，對(duì)消力池安全穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)合理的影響效果顯著。通過建立水躍區(qū)水體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程，研究密排加糙床面消力池水躍旋滾長(zhǎng)度和水躍長(zhǎng)度的變化規(guī)律，提出了水躍旋滾長(zhǎng)度和水躍長(zhǎng)度計(jì)算的理論方法，并根據(jù)已有文獻(xiàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)所推公式涉及的物理參數(shù)進(jìn)行率定。計(jì)算研究結(jié)果表明，密排加糙床面消力池水躍
水利水運(yùn)工程學(xué)報(bào) 2016年6期2017-01-03
- 大坳攔河閘閘后消力池連接段預(yù)警曲線的建立和應(yīng)用
明,常規(guī)上不考慮水躍因素是偏于危險(xiǎn)的,考慮水躍是非常必要的。并在實(shí)際工程安全管理中得到應(yīng)用,可為類似工程安全管理提供參考。揚(yáng)壓力；水躍；預(yù)警曲線；攔河閘壩；滲流1 工程概況大坳攔河閘是廣州市流溪河灌區(qū)的渠首樞紐工程,始建于1958年8月,工程以灌溉為主,兼顧發(fā)電和供水,設(shè)計(jì)灌溉從化區(qū)、花都區(qū)和白云區(qū)2.76萬hm2農(nóng)田,有效灌溉面積2.035萬hm2。工程樞紐由攔河閘,左、右干渠進(jìn)水閘以及閘壩后電站組成,是廣州市重要水利工程。大坳攔河閘最大過閘流量為2 2
廣東水利水電 2016年1期2016-12-26
- 水閘挖深式消力池消能設(shè)計(jì)研究
。底流消能是利用水躍的原理，靠水躍產(chǎn)生的表面旋滾與底部主流間的強(qiáng)烈紊動(dòng)、剪切和摻混作用消除余能。消力池的消能設(shè)計(jì)主要是確定消力池的池深及池長(zhǎng)。隨著過閘流量的不同，產(chǎn)生的水躍及上下游的銜接形式也不盡相同，因此，在進(jìn)行消力池設(shè)計(jì)的時(shí)候，將過閘流量分成幾種工況來分別計(jì)算是有必要的。1 計(jì)算方法挖深式消力池示意圖見圖1。計(jì)算公式參考《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄B及《水力計(jì)算手冊(cè)》。圖1 挖深式消力池1.1 消力池池深d的計(jì)算如圖1，建消力池前，收縮斷面的位置在c1-c1處
東北水利水電 2015年3期2015-11-11
- 六圓弧蛋形斷面共軛水深計(jì)算方法的研究
渠六圓弧蛋形斷面水躍共軛水深的計(jì)算方法，為該斷面的設(shè)計(jì)提供支持?！痉椒ā?通過分塊計(jì)算六圓弧蛋形斷面不同水深時(shí)的面積、分塊形心位置和總形心位置，并以此為依據(jù)分析相對(duì)面積、相對(duì)形心位置與相對(duì)水深的關(guān)系，根據(jù)動(dòng)量方程研究并建立水躍共軛水深的計(jì)算方法?！窘Y(jié)果】 給出了不同水深時(shí)六圓弧蛋形斷面形心和面積的計(jì)算公式以及水躍共軛水深的試算方法；擬合了相對(duì)斷面形心和相對(duì)面積與相對(duì)水深的關(guān)系，給出了水躍共軛水深的簡(jiǎn)化迭代計(jì)算公式，并驗(yàn)證了公式的收斂性。與采用理論公式的試算
西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2015年1期2015-02-21
- 貴州水城縣木果鄉(xiāng)七股水水電站擋水與泄洪建筑物設(shè)計(jì)
定的工程措施控制水躍位置，通過水躍發(fā)生的漩滾和強(qiáng)烈的紊動(dòng)來消除余能。底流式消能的水力計(jì)算，首先分析建筑物下游的水流銜接形式，亦即判定水躍發(fā)生的位置；然后確定必要的工程措施。建筑物下游水躍的位置決定于通過建筑物下泄水流的特性和下游河道中水深和流速的大小。當(dāng)通過流量一定時(shí)，下游河道中的水深和流速是已知的。通過建筑物下泄的水流，以建筑物下游的收縮斷面作為分析水流銜接形式的控制斷面。3.2.2.1 下游收縮斷面水深的計(jì)算溢流壩收縮斷面水深hc計(jì)算公式如下：3.2.
河南水利與南水北調(diào) 2014年16期2014-12-08
- 鋼筋石籠與混凝土消力池消能率對(duì)比試驗(yàn)研究
析了兩種結(jié)構(gòu)下的水躍長(zhǎng)度及形態(tài)、消能率等水力參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)于低弗氏數(shù)平原河道水流而言，上下游水位差對(duì)水躍長(zhǎng)度與形態(tài)影響顯著。上下游水位差較大時(shí)，混凝土比鋼筋石籠護(hù)坦更容易產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍，上下游水位差較小時(shí)，兩種結(jié)構(gòu)均產(chǎn)生明顯的波狀水躍；鋼筋石籠的消能效果優(yōu)于混凝土。水躍；鋼筋石籠；混凝土；低佛氏數(shù)；消能率0 引 言對(duì)于低水頭的平原河流而言，一般水利樞紐工程都采用閘壩相結(jié)合的布置方式。由于水閘泄流的特點(diǎn)多為水頭差不大，但尾水變化幅度大，閘門開啟調(diào)度過程
黑龍江水利科技 2014年11期2014-09-05
- 考慮壁面阻力水躍共軛水深的計(jì)算方法
10048)1 水躍共軛水深的研究現(xiàn)狀水躍是水流從急流過渡到緩流時(shí)水面突然躍起的一種局部水流現(xiàn)象。水躍計(jì)算主要解決3個(gè)問題：水躍的能量損失、水躍長(zhǎng)度和共軛水深。能量損失可以通過能量方程來確定，水躍長(zhǎng)度目前主要依據(jù)試驗(yàn)建立的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，水躍的共軛水深可以通過動(dòng)量方程求得。矩形明渠的水躍如圖1所示，水躍前1-1斷面和躍后2-2斷面的動(dòng)量方程可得[1](1)圖1 水躍示意圖設(shè)η=h2/h1為水躍的共軛水深比，代入式(1)求解得(2)1938年，Belanger
長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào) 2014年7期2014-08-17
- 底流消能綜合式消力池挖深深度計(jì)算探討
定的工程措施控制水躍位置,通過水躍發(fā)生的表面旋滾和強(qiáng)烈紊動(dòng)來消除余能.底流消能綜合式消力池適當(dāng)降低護(hù)坦的高程,同時(shí)又修建不太高的消能坎,是一種造價(jià)經(jīng)濟(jì)的消力池.文章應(yīng)用不同計(jì)算方法計(jì)算了綜合式消力池的挖深深度和消能坎高度.將結(jié)果對(duì)比分析發(fā)現(xiàn):采用能量方程的計(jì)算方法得出的消力池深度比較合適,而采用由動(dòng)量方程得出的計(jì)算方法所得結(jié)果偏小33.5%.最后從原理上分析了由動(dòng)量方程得出的計(jì)算方法計(jì)算結(jié)果偏小的原因,建議消力池挖深深度的計(jì)算采用能量方程得出的方法.消力池
渭南師范學(xué)院學(xué)報(bào) 2014年3期2014-05-17
- 矩形平底明渠水躍長(zhǎng)度公式的分析與應(yīng)用
710048)水躍長(zhǎng)度是消力池長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，自1818年貝登對(duì)水躍現(xiàn)象開展研究以來，水躍長(zhǎng)度一直是該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題之一。1957年，Bradley等[1]對(duì)矩形斷面的水躍長(zhǎng)度進(jìn)行了研究，試驗(yàn)的水槽寬度為0.305～1.500 m，躍前斷面弗勞德數(shù)為1.70～19.55，這是目前水槽寬度和弗勞德數(shù)范圍最大的研究成果，但該研究是以圖和表的形式給出的。1964年，陳椿庭[2]分析了12個(gè)人的研究成果，根據(jù)Bradley等[1]的試驗(yàn)資料，給出了2個(gè)水
西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版） 2014年11期2014-03-27
- 臺(tái)階式溢流壩消力池水躍特性
因此，消力池中的水躍特性亦會(huì)發(fā)生改變。關(guān)于這一問題，文獻(xiàn)[7]和文獻(xiàn)[8]曾經(jīng)對(duì)淹沒水流條件下，光面溢流面和臺(tái)階溢流面進(jìn)行了比較研究，結(jié)果表明，在臺(tái)階式溢流面中，當(dāng)溢流面與水平面的夾角θ另外，Yildiz D[9]曾對(duì)θ=30°、θ=51.3°和θ=60°三種坡度的臺(tái)階式和光面兩種溢洪道水躍也做了對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果顯示，小流量時(shí)水躍長(zhǎng)度減少了約50%左右。臺(tái)階式溢流壩與平底消力池直接連接，使其水躍特性發(fā)生了改變。雖然前人對(duì)此做過一些研究，得出了部分結(jié)論，但系統(tǒng)
西安理工大學(xué)學(xué)報(bào) 2014年3期2014-03-27
- 標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ型馬蹄形斷面水躍共軛水深的簡(jiǎn)化計(jì)算
深的計(jì)算方法。對(duì)水躍水力特性的研究已有一百多年的歷史，但主要是針對(duì)矩形斷面[10]。對(duì)于馬蹄型斷面水躍的研究，文獻(xiàn)[11]給出了平底馬蹄形斷面(一般馬蹄形斷面底部為弓形，平底是特殊形式)的水躍計(jì)算方法，該方法給出了壓力項(xiàng)的積分結(jié)果，但未給出被積函數(shù)的表達(dá)形式，文獻(xiàn)[11]還給出了馬蹄形輸水管道共軛水深的計(jì)算曲線以供查用，但查圖法精度較低。文獻(xiàn)[12]研究了標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型馬蹄形斷面水躍的共軛水深，但在計(jì)算中仍采用試算法，計(jì)算比較麻煩。馬蹄形斷面成洞比較容易，抗壓能
西安理工大學(xué)學(xué)報(bào) 2014年4期2014-03-27
- 梯形斷面明渠水躍共軛水深新的迭代方法
梯形斷面明渠的水躍共軛水深方程水躍是水流從急流過渡到緩流時(shí)水面突然躍起的一種水面銜接形式，通過寫躍前和躍后斷面的動(dòng)量方程，可以得到水躍共軛水深的一般計(jì)算公式為[1]：Q2/gA1+A1hc1=Q2/gA2+A2hc2(1)式中，Q為流量、g為重力加速度,A1、A2分別表示水躍前和后斷面的面積,hc1、hc2分別表示水躍前和后斷面形心距水面的距離。對(duì)于梯形斷面有：A=(b0+mh)h(2)(3)式中，m為梯形斷面的邊坡系數(shù),h為梯形斷面的水深,b0為梯形斷
西安理工大學(xué)學(xué)報(bào) 2014年1期2014-03-26
- 梯形明渠水躍共軛水深的精確解
）1 梯形斷面的水躍共軛水深的研究現(xiàn)狀梯形斷面是重要的明渠斷面形式之一。在梯形明渠的消力池水力計(jì)算中，需要計(jì)算水躍的共軛水深。但由于梯形明渠斷面形式比較復(fù)雜，水躍共軛水深的計(jì)算公式為高次方程，求解比較困難，所以在以往的計(jì)算中，常采用圖解法和試算法[1-2]，圖解法計(jì)算精度低、試算法計(jì)算工作量大。近年來許多學(xué)者采用迭代算法[3-8]，迭代計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)是比試算法簡(jiǎn)單、比圖解法精度高，缺點(diǎn)是計(jì)算精度和收斂速度與迭代公式的形式有關(guān)，選取初值比較困難。趙延風(fēng)[7]比較
電網(wǎng)與清潔能源 2013年11期2013-10-23
- 低壩閘門調(diào)度分析計(jì)算
大多數(shù)采用消力池水躍消能，在消能工體型確定條件下，閘門調(diào)度是否恰當(dāng)是確保工程安全運(yùn)行最重要手段之一。隨著自動(dòng)化控制在水利工程中的應(yīng)用以及采用復(fù)雜的閘門調(diào)度程序，給閘門調(diào)度工作提出了更高的要求。在消能工定型條件下，通過閘門調(diào)度的優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)滿足水躍流態(tài)的要求；可優(yōu)化下游的銜接流態(tài)；可最大限度地避免或減輕下游河床的沖刷破壞。相反，如不遵循設(shè)計(jì)提供的閘門調(diào)度方式，往往會(huì)給工程帶來嚴(yán)重的后果。筆者了解的類似工程有：湘江干流浯溪水電站就因?yàn)榛⌒烷T沒有安裝好，無法按預(yù)
湖南水利水電 2013年3期2013-08-15
- 淹沒水躍Fr數(shù)對(duì)消能率影響數(shù)值模擬研究
問題的提出淹沒水躍常見于平原地區(qū)的水利工程中的消能設(shè)施中,本文選取文獻(xiàn)[1]的3組淹沒水躍進(jìn)行研究,試驗(yàn)裝置見圖1。該試驗(yàn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采用激光多普勒量測(cè)技術(shù)(LDA)進(jìn)行采集,實(shí)測(cè)成果已多次被數(shù)值模擬方法驗(yàn)證[2-4],但發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)水躍的內(nèi)部水流結(jié)構(gòu)和宏觀特性,特別是消能率的分析還不夠深入,本文選擇合適的紊流模型和數(shù)值模擬方法用于3組不同進(jìn)口Fr數(shù)水躍的流態(tài)分析,并就水躍的消能率的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行研究。2 數(shù)值模型的建立2.1 數(shù)值模擬條件因試驗(yàn)是在
浙江水利科技 2013年1期2013-08-14
- 梯形明渠共軛水深計(jì)算方法
于復(fù)雜。梯形明渠水躍共軛水深的計(jì)算在水工消能設(shè)計(jì)中具有重要的意義。本文通過對(duì)水躍方程進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，應(yīng)用迭代理論及一元二、三次方程提出了梯形明渠共軛水深的直接計(jì)算公式。該公式使用方便簡(jiǎn)捷，且精度完全符合工程計(jì)算要求，從而克服了查圖表法精度低、試算法盲目性大且繁瑣等缺點(diǎn)。2 梯形明渠共軛水深的基本方程共軛水深是指:躍前水深h1和躍后水深h2。水流由急流過渡到緩流，會(huì)產(chǎn)生一種水面突然躍起的特殊的局部水力現(xiàn)象，稱為水躍。如圖1所示。圖1 水躍Fig.1 Hydra
長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào) 2012年11期2012-11-13
- 布侖口水電站消力池尾坎位置模型試驗(yàn)
力池中會(huì)形成遠(yuǎn)驅(qū)水躍,不能滿足工程要求。設(shè)計(jì)工況的流態(tài)見圖2。圖1 消力池尾坎位置體型(單位:高程m,其余cm)圖2 尾坎未上移時(shí)設(shè)計(jì)工況形成的遠(yuǎn)驅(qū)水躍遠(yuǎn)驅(qū)水躍是常見的水力學(xué)現(xiàn)象[1-8],常用的處理措施較多,主要有:①消力墩。設(shè)置消力池消力墩可以提高消能率,穩(wěn)定消力池流態(tài),一般用在弗勞德數(shù)較小、流速較低的情況,不適合本工程情況。②降低底板高程。這是一種有效的措施,缺點(diǎn)是增加工程量。③提高消力池前的擴(kuò)散程度。這實(shí)際上是減小第一共軛水深,加寬消力池寬度,降低
水利水電科技進(jìn)展 2012年1期2012-09-06
- 明渠中跌水的水力計(jì)算
度，由射流長(zhǎng)度與水躍長(zhǎng)度兩者組成，即L=L1+L2。消力池的水力計(jì)算，首先假定跌水墻高度(水的落差)P和池深d值，計(jì)算予以修正。(1)按自由射流公式式中:φ為流速系數(shù)，約0.95～1.0;h0為考慮水頭損失在內(nèi)的上游水頭，同式(1)。(2)水躍長(zhǎng)度L2的經(jīng)驗(yàn)公式式中:α為水躍高度，α=h2-h1;h1為短形斷面消力池內(nèi)水流收縮斷面的水深，關(guān)系式為式中:h2為水躍后的共軛水深，計(jì)算式為式中:α為損失系數(shù)。(3)消力池的深度d式中:h3為消力池出口部分的下游水
黑龍江交通科技 2012年3期2012-07-13
- 淺析水閘設(shè)計(jì)中影響消力池設(shè)計(jì)尺寸的關(guān)鍵因素
深度和長(zhǎng)度取決于水躍發(fā)生的形式和位置,而水躍的躍后水深和下游尾水位的相對(duì)關(guān)系決定水躍的形式,是影響消力池尺寸計(jì)算的關(guān)鍵因素。但在實(shí)際計(jì)算中,人們?nèi)菀缀雎?span id="syggg00" class="hl">水躍形式的判斷,僅利用公式計(jì)算導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。把握好這一關(guān)鍵因素,可以避免一些計(jì)算過程中的誤區(qū),對(duì)消力池的設(shè)計(jì)計(jì)算十分重要。消力池;水躍;躍后水深;下游尾水位水閘消力池的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是確定消力池的池深和池長(zhǎng)。通常設(shè)計(jì)規(guī)范中給出的計(jì)算公式,是針對(duì)一個(gè)給定的流量和下游水位,而在水閘的運(yùn)行過程中,過閘流量和下
河北水利電力學(xué)院學(xué)報(bào) 2012年2期2012-04-19
- 潛水完整井抽水時(shí)水躍值研究
力學(xué)中，稱之為“水躍”。水躍現(xiàn)象其實(shí)是在抽水過程中，由多種因素造成的一系列附加阻力綜合作用的結(jié)果。它包括:因局部水流途徑加大所產(chǎn)生的局部阻力、因迅速抽水產(chǎn)生異相界面所形成的毛細(xì)阻力、由水流狀態(tài)變化(層流變紊流)所造成的局部阻力、以及由供排水方式與濾水管情況不同而產(chǎn)生的局部阻力等，這是問題的實(shí)質(zhì)。而水躍現(xiàn)象，只不過是這些阻力的外部表現(xiàn)而已。這是一種在開采和疏干地下水(特別是大降深)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，因而對(duì)供排水工程不無影響。為此，研究其形成規(guī)律，必將對(duì)解決
地下水 2011年5期2011-03-19
- 枕頭壩江溝排水洞消力池優(yōu)化模型試驗(yàn)研究
，池內(nèi)產(chǎn)生不完整水躍,水流劇烈紊動(dòng),漩滾不明顯。主流集中于左股并沖出尾坎,尾坎處水面涌高?？埠笏鞒实琢魇椒植?左側(cè)流速達(dá)13 m/s，中間流速達(dá)11 m/s，右側(cè)流速5 m/s，橫斷面流速分布懸殊很大，坎后發(fā)生斜向的二次水躍。本試驗(yàn)說明,挑流加消力池聯(lián)合消能有一定效果,但消力池內(nèi)流態(tài)較差；受地形的限制，消力池內(nèi)消能不充分，在消力池后形成了斜向二級(jí)水躍，如果不對(duì)消力池進(jìn)行有效的優(yōu)化，將對(duì)下游河道造成了嚴(yán)重的沖刷，其下游流態(tài)流速如圖2；為改善流態(tài),提高消能效
東北水利水電 2010年11期2010-08-08
- 泄水建筑物消能設(shè)計(jì)
置與狀態(tài)分為底流水躍消能、挑流消能、戽斗或跌坎面流消能等幾類。2 水躍消能水流由急流過渡到緩流，會(huì)產(chǎn)生一種水面突然躍起的特殊的局部水力現(xiàn)象，稱為水躍。水躍的運(yùn)動(dòng)要素變化得很劇烈。上圖繪出了水躍段中和躍后一些斷面上的流速分布圖。從圖中可以看出，流速急劇變化和水躍段中最大流速靠近底部的情況。在水躍表面旋滾與主流的交界面附近旋渦強(qiáng)烈，從而導(dǎo)致該處水流的激烈紊動(dòng)、混摻，使得紊流的附加切應(yīng)力遠(yuǎn)較一般漸變紊流的為大。很大的紊流附加切應(yīng)力使躍前斷面水流的大部分動(dòng)能在水躍
黑龍江水利科技 2010年3期2010-03-22