高水頭泄洪洞摻氣減蝕設(shè)施優(yōu)化研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著水電建設(shè)的發(fā)展，高水頭泄水建筑物越來(lái)越多，對(duì)摻氣保護(hù)提出了更高的要求。由于，摻氣設(shè)施直接決定摻氣效果，因此，對(duì)摻氣設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化研究具有重要的意義。本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，針對(duì)某高水頭泄洪洞摻氣設(shè)施優(yōu)化問(wèn)題，通過(guò)模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)泄洪洞突擴(kuò)突跌段復(fù)雜的水力特性進(jìn)行研究，主要研究的內(nèi)容及成果如下：
　　（1）泄洪洞原設(shè)計(jì)方案試驗(yàn)結(jié)果表明：泄洪洞突擴(kuò)突跌摻氣設(shè)施在低水位時(shí)不能形成穩(wěn)定的空腔，高水位時(shí)水

2、翅高、流態(tài)差，必須對(duì)突擴(kuò)突跌摻氣設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化；泄槽各斷面流速均大于35m/s，最大流速49.88m/s，水流空化數(shù)均比較小，最小值為0.07，結(jié)合摻氣有效保護(hù)范圍，應(yīng)該在泄槽下游增設(shè)兩道摻氣設(shè)施；
　?。?）突擴(kuò)突跌摻氣設(shè)施體型要素對(duì)底空腔、側(cè)空腔、水翅、下游流態(tài)有著顯著的影響。試驗(yàn)與計(jì)算結(jié)果表明：增設(shè)挑坎，使底空腔長(zhǎng)度、高度增大，水翅長(zhǎng)度、高度增大，下游流態(tài)變差；增大下游底坡，使底空腔長(zhǎng)度、高度增大，水翅長(zhǎng)度、高度增大，下游流態(tài)

3、變差；增設(shè)側(cè)壁折流貼角，使側(cè)空腔變長(zhǎng)，底空腔回水減少，水翅現(xiàn)象加劇，流態(tài)變差；
　?。?）保持水流入射角較小，可以同時(shí)改善下游流態(tài)和底空腔回水。對(duì)比分析突擴(kuò)突跌之后不同底板的試驗(yàn)結(jié)果可知，水流入射角較小時(shí)，可以使水舌與底板之間銜接平順，易于流態(tài)穩(wěn)定，可以使回溯水流較少，易于空腔形成。工程實(shí)際中可以在增大底坡的同時(shí)抬高底板，確保水流入射角較?。?br>　?。?）水流流經(jīng)突擴(kuò)突跌摻氣設(shè)施之后壓力變化較大，在側(cè)墻上形成空腔區(qū)、沖擊區(qū)、壓