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1、承壓式合流制溢流深井是在原有合流管道埋深較大時(shí)所采用的一種特殊的溢流井,這種溢流井在降低了造價(jià)和施工難度的同時(shí)也存在水力條件差和易于淤積的問題。本文采用現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)、模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了承壓式合流制溢流深井的水力特性和淤積規(guī)律,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了自虹吸水力清淤裝置,并研究了該裝置的水力特性和清淤效果。研究?jī)?nèi)容分述如下:
1、應(yīng)用管道聲納系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)淤積調(diào)查,掌握承壓式溢流深井的淤積狀況和淤積變化情況;同時(shí)采用流量
2、計(jì)監(jiān)測(cè)流量變化,將其與淤積狀況作對(duì)比分析。結(jié)果顯示,溢流深井內(nèi)普遍存在1-2m的淤積層,與B1型井相連的截流干管內(nèi)基本沒有淤積,而與B2型井相連的截流干管內(nèi)存在0.1-0.4m的沉積層。
2、通過模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究承壓式溢流井的水力特性和淤積規(guī)律,分析溢流井淤積原因,為設(shè)計(jì)清淤裝置提供依據(jù)。結(jié)果顯示,恒定流時(shí)溢流井內(nèi)流場(chǎng)總體上呈現(xiàn)為包含兩個(gè)螺旋上升渦流的對(duì)稱結(jié)構(gòu),渦流中心的切應(yīng)力和紊動(dòng)能較小,泥沙實(shí)驗(yàn)時(shí)該區(qū)域的固體顆粒
3、沉積量較大;渦流周邊的切應(yīng)力和紊動(dòng)能較大,固體顆粒沉積量較小。
3、根據(jù)承壓式溢流井的水力條件,設(shè)計(jì)了自虹吸水力清淤裝置。通過模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬,研究了該裝置的水力特性。結(jié)果顯示,自虹吸水力清淤裝置能明顯改善溢流井底部的水力條件,其速度場(chǎng)對(duì)承壓武溢流深井的清淤和防淤均能起到顯著作用。自虹吸水力清淤裝置運(yùn)行所產(chǎn)生的井室底面切應(yīng)力與作用水頭差之間呈線性關(guān)系,而在相同水頭差作用下底面切應(yīng)力與虹吸管截面積參數(shù)(1/S)呈指數(shù)關(guān)系。
4、
4、通過泥沙實(shí)驗(yàn)研究了自虹吸水力清淤裝置的清淤效果。結(jié)果表明:首次清淤率在總清淤率中所占比重最大,隨著運(yùn)行次數(shù)的增加泥沙面趨于穩(wěn)定,清淤率急劇下降。首次清淤率和總清淤率均隨著虹吸管截面積參數(shù)(1/S)值的增大而增大,但其增長(zhǎng)速度隨著(1/S)值的增大而降低,(1/S)增大到一定值后清淤率的增長(zhǎng)不再明顯。
5、在固液兩相流的數(shù)值模擬中,固體顆粒在邊界的沉降現(xiàn)象與當(dāng)?shù)卮裁媲袘?yīng)力(BSS)有較強(qiáng)的相關(guān)性,本文通過
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