下游淹沒條件下水平旋流復(fù)合式內(nèi)消能泄洪洞的試驗研究.pdf

1、水平旋流內(nèi)消能工作為新型的消能型式，具有結(jié)構(gòu)簡單、布置靈活和消能率高等優(yōu)點。據(jù)試驗和原型觀測發(fā)現(xiàn)：當(dāng)作用水頭超過100m時，旋流洞段會出現(xiàn)流速過大、壓強(qiáng)偏小等高速水流問題。
　　針對上述現(xiàn)象，本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金一雅礱聯(lián)合基金和大渡河猴子巖水電站可行性試驗研究，提出了新的設(shè)計原理，即旋流洞末端增設(shè)阻塞，限制旋流洞段洞內(nèi)流速，提高旋流洞的壁面壓強(qiáng)，采用旋流洞段和旋流擴(kuò)散段復(fù)合式分段消能。結(jié)合分段消能思想，提出關(guān)鍵控制斷面(起旋器

2、喉口、阻塞孔口)的水力設(shè)計的經(jīng)驗公式。
　　本文采用模型試驗與理論分析相結(jié)合的方法，研究了水平旋流復(fù)合式內(nèi)消能泄洪洞水力學(xué)基本問題。研究成果與結(jié)論如下：
　　1、這種體型的泄洪洞，流態(tài)可分為自由流、過渡流和有壓流三種基本流態(tài)；影響因素除了體型尺寸和上下游水位外，還有通氣孔直徑D0。
　　2、對泄流量進(jìn)行研究分析，確定設(shè)計公式經(jīng)驗系數(shù)ξ。
　　3、水平旋流洞壁面壓強(qiáng)由離心力壓強(qiáng)Pc、環(huán)流空腔內(nèi)氣體壓強(qiáng)Po與靜水壓強(qiáng)

3、Ph構(gòu)成的。時均壁面壓強(qiáng)在水平洞的起始段減小然后有所回升，具有轉(zhuǎn)變段的性質(zhì)，進(jìn)而沿程平緩減小，至阻塞段迅速下降。確定轉(zhuǎn)變段后平均壁面壓強(qiáng)與上游水位關(guān)系曲線，為體型設(shè)計提供經(jīng)驗參數(shù)。旋流擴(kuò)散段水氣充分摻混，流態(tài)復(fù)雜，壁面壓強(qiáng)有“虛負(fù)壓”產(chǎn)生。
　　4、壁面脈動壓強(qiáng)研究發(fā)現(xiàn)，除水平洞低壓區(qū)和導(dǎo)流洞沖擊區(qū)的優(yōu)勢頻率分布廣，峰值頻率大，須進(jìn)行體型優(yōu)化外，其他部位脈動優(yōu)勢頻率在0～5Hz屬于低頻范疇。
　　5、水平旋流復(fù)合式內(nèi)消能泄洪