齒墩高度對齒墩內(nèi)流消能工影響的試驗研究.pdf

1、齒墩內(nèi)流消能工常用于有壓管道和泄洪洞中構(gòu)成一種新型內(nèi)流消能工。本課題組前期已經(jīng)對齒墩內(nèi)流消能工在不同面積收縮比和不同齒墩數(shù)目兩種情況的交叉方案進(jìn)行了物理模型試驗，得到了一些研究成果。本文是在前期研究的基礎(chǔ)上，對齒墩內(nèi)流消能工進(jìn)行更深入的探索，在面積收縮比和齒墩數(shù)目一定的情況下，研究齒墩高度對內(nèi)流消能工的影響。在本次試驗中齒墩面積收縮比為0.5，齒墩數(shù)目為4，在不同流量下對5種不同齒墩高度(R1=50mm、R2=42.5mm、R3=37.

2、5mm、R4=32.5mm、R5=25mm)的內(nèi)流消能工進(jìn)行了研究。通過物理模型試驗試驗和理論分析相結(jié)合的方法對齒墩內(nèi)流消能工的壓力特性、消能特性和空化特性進(jìn)行了分析，得到了下面的一些結(jié)論:
　　(1)不同齒墩高度的內(nèi)流消能工其時均壓強(qiáng)在整個試驗段內(nèi)的沿程分布規(guī)律基本一致，均在齒墩進(jìn)口前時均壓強(qiáng)迅速的減小并在齒墩段內(nèi)降到最小值，隨后時均壓強(qiáng)逐漸的增大，在齒墩下游較遠(yuǎn)位置時均壓強(qiáng)恢復(fù)平穩(wěn)狀態(tài)。其中方案R1在消能前后其時均壓強(qiáng)的降幅最

3、大，方案R3的時均壓強(qiáng)降幅最小。
　　(2)不同齒墩高度的內(nèi)流消能工其流量系數(shù)隨著雷諾數(shù)的增大有所增加，但當(dāng)Re＞1.56×105其影響可忽略不計，各方案相比較R3的過流能力最大，比方案R1可增加約8％。
　　(3)不同齒墩高度的內(nèi)流消能工在雷諾數(shù)較小時對局部水頭損失系數(shù)有一定的影響，雷諾數(shù)較大時其影響可忽略，其中流量較大時沿程水頭損失約占總水頭損失的10％左右。方案R1的局部水頭損失最大，方案R3的最小。
　　(4)

4、不同齒墩高度的內(nèi)流消能工其消能率均隨著流量增加而增大，在試驗范圍內(nèi)平均可達(dá)到60％左右。其中方案R1的消能率最好可達(dá)到63.84％;方案R2的消能率為57.41％;方案R3的消能率最差為51.18％;方案R4的消能率為60.71％;方案R5的消能率為59.80％。
　　(5)不同齒墩高度的內(nèi)流消能工其最小空化數(shù)都在齒墩段內(nèi)0.2D的位置，當(dāng)管道中的雷諾數(shù)達(dá)到3.11×105時最小空化數(shù)為負(fù)值。其中各方案比較方案R1的空化數(shù)最小，方