分流齒墩摻氣設施與臺階式溢洪道聯(lián)合應用水力特性的研究.pdf

1、總結了臺階式溢洪道的研究現(xiàn)狀,提出用分流齒墩摻氣設施給臺階式溢洪道摻氣,研究了分流齒墩摻氣設施與臺階式溢洪道聯(lián)合應用的水力特性。
　　 通過物理模型試驗,研究了分流齒墩摻氣設施的體型、設置位置、水流流態(tài)、射距和墩頭壓強特性;研究了分流齒墩下游臺階式溢洪道的水流流態(tài)、邊墻水面線,最大壓強沖擊區(qū)域、臺階水平面、豎直面和沿程壓強分布規(guī)律,臺階上的摻氣濃度沿斷面和沿程分布規(guī)律,分流齒墩摻氣設施與臺階式溢洪道聯(lián)合應用的消能效果。
　

2、　 試驗結果表明,當水平摻氣坎坡比為1:6.67,側墻摻氣坎坡比為1:11.76,收縮比為0.172,墩前未擾動斷面佛勞德數為2.16～4.73時能滿足滑行水流流態(tài)。
　　 齒墩采用摻氣分流墩墩頭,墩頭對水流有分割和梳齒作用,加劇了水流破碎,增進了摻氣和消能效果,但同時也使得溢洪道邊墻出現(xiàn)了水翅。試驗表明,在設計水位以下,溢洪道邊墻水翅較小,大于設計水位時,水翅高度增加。給出了水舌最大、最小射距和邊墻水面線的計算公式。

3、　　 齒墩迎水面壓強略小于測點以上總水頭;側面在01=45°時出現(xiàn)負壓,在切點附近負壓最大,切點以后負壓減小并趨于平穩(wěn),但齒墩屬于超空化,不會發(fā)生空蝕破壞。在墩頭頂部,水流亦發(fā)生分離,是否空蝕有待進一步研究。
　　 在水舌沖擊區(qū)域,壓強較大;在沖擊區(qū)域以后,壓強分布規(guī)律與單純臺階式溢洪道相同。在臺階水平面,當xlb=0.3時出現(xiàn)壓強極小值,當x/b=0.83時出現(xiàn)壓強最大值,在凸角附近,壓強有所減小。在臺階豎直面,當y/a=0

4、.5時出現(xiàn)壓強極小值,在y/a=0.5～0.75處壓強回升后又有所減小,在凸角下緣出現(xiàn)負壓。水平面和豎直面壓強沿程分布呈大小交替出現(xiàn)。
　　 臺階式溢洪道上的水流摻氣濃度隨坡度和佛勞德數的增大而增大,隨通過分流齒墩摻氣設施的水流流態(tài)不同而有所區(qū)別。當為齒墩流態(tài)時,水流摻氣分為底部摻氣區(qū)、楔形清水區(qū)、摻氣發(fā)展區(qū)和充分摻氣區(qū)。
　　 沿程摻氣濃度分布在Li/Ls=0.3以前較大,隨后摻氣濃度急劇下降;在Li/Ls=0.5～0