長距離倒虹吸水流特性的三維數(shù)值模擬.pdf

1、倒虹吸是重要的輸水建筑物,早在幾千年前就已經(jīng)被人類掌握并運用,隨著科技的進步,越來越多大口徑、高水頭的倒虹吸被用于長距離調(diào)水工程中。新疆北部供水工程中包含兩座大型倒虹吸:小洼槽倒虹吸和三個泉倒虹吸,工程投入使用后實際流量與設計流量相差很大,小洼槽倒虹吸過流能力偏小,三個泉倒虹吸過流能力偏大(最高可達36％)。由于模型試驗模擬倒虹吸時無法保證所有水力要素同時相似,原型觀測無法對建筑物內(nèi)部流場進行研究。數(shù)值模擬在解決復雜問題上具有優(yōu)勢,本文

2、采用FLUENT軟件對小洼槽倒虹吸和三個泉倒虹吸水流特性進行數(shù)值模擬,得出結(jié)論如下:
　　(1)對小洼槽倒虹吸某一流量(Q=16.35m3/s)進行數(shù)值模擬,模擬沿程水頭損失時用不同粗糙高度試算,得出小洼槽倒虹吸玻璃鋼的粗糙高度在軟件中可設置為0.00002m,為玻璃鋼管材倒虹吸模擬提供參考;推算的玻璃鋼綜合糙率與實際較接近。
　　(2)根據(jù)運行經(jīng)驗推測設計時三個泉倒虹吸糙率偏大,致使三個泉倒虹吸實際運行過流能力大于設計值。

3、依據(jù)流量水位關系實測資料推算加大流量26.25m3/s所對應的沉砂池水位和下游渠道末端水位,將推測水位作為已知條件帶入模型,將數(shù)值模擬的進水室及下游出口渠道測點處水深與推測結(jié)果對比,較符合實際,可以采用兩根管代替三根管輸水。
　　(3)模擬三個泉倒虹吸的充水過程,分別對 Q=10m3/s和 Q=14m3/s兩種工況進行模擬,結(jié)果:Q=10m3/s充水過程較穩(wěn)定,有壓段有少量氣體殘留,由于流量小于設計流量,產(chǎn)生了剩余水頭,水流未充達