曲線型挑流鼻坎的水力特性研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和水利事業(yè)的迅速發(fā)展，我國在建并將建一批高水頭的巨型水電工程，這些工程的壩高多在200米以上，泄洪建筑物的水力設(shè)計(jì)和消能防沖問題的研究成了這些工程中的關(guān)鍵性技術(shù)難題。 本文首先對泄洪消能的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了回顧，對各種體型的挑流鼻坎進(jìn)行了總結(jié)。在總結(jié)前人研究工作的的基礎(chǔ)上通過理論分析和模型試驗(yàn)的方法對曲線型挑坎的水力特性進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，包括結(jié)構(gòu)布置、水流流態(tài)、泄流能力、壓強(qiáng)特性、流速分布、空化空蝕情況、挑距計(jì)

2、算、沖坑范圍及深度、消能率計(jì)算及霧化效果等方面。主要的研究內(nèi)容及成果如下： 1．介紹了常規(guī)挑坎、擴(kuò)散式挑坎、曲線型挑坎及擴(kuò)散式曲線挑坎的結(jié)構(gòu)布置，通過模型試驗(yàn)比較了四種挑坎的水流流態(tài)，曲線型挑坎泄流能力與常規(guī)挑坎相似、水流流態(tài)較好、橫向和縱向的擴(kuò)散效果理想。 2．通過模型試驗(yàn)比較了常規(guī)挑坎、擴(kuò)散式挑坎、曲線型挑坎及擴(kuò)散式曲線挑坎的水力特性，曲線型挑坎出口處流速較小、有壓段及挑坎上壓力分布均勻合理、挑坎上較強(qiáng)的紊動(dòng)和摻氣不

3、易發(fā)生空化空蝕現(xiàn)象。 3．介紹了脈動(dòng)壓強(qiáng)的意義及分類，對挑坎底部、側(cè)壁的脈動(dòng)壓強(qiáng)及下游水墊塘的脈動(dòng)壓強(qiáng)進(jìn)行了測量，給出了統(tǒng)計(jì)特征值及分布圖。結(jié)果表明曲線型挑坎上脈動(dòng)壓強(qiáng)較為強(qiáng)烈，消能效果較好，不易引起壩體共振，下游水墊塘底板脈動(dòng)壓強(qiáng)較小，變化幅度不大。 4．推導(dǎo)了挑距計(jì)算的公式，試驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果吻合較好，介紹了自由水舌入水的水墊流態(tài)及基巖的沖刷破壞機(jī)理，試驗(yàn)表明與其它型式挑坎相比擴(kuò)散式曲線型挑坎的挑距較遠(yuǎn)，沖坑很淺，適