本文關(guān)鍵詞：臺階式溢洪道水流比能特性的研究

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【摘要】：臺階式溢洪道既是泄水建筑物又是消能工,大量的應(yīng)用于實際工程中,其水力特性一直是眾多學(xué)者的研究重點。目前的研究多為臺階壓強、摻氣、消能等水力特性,其中消能效果是工程應(yīng)用關(guān)注的重點之一,消能率是反應(yīng)消能效果的無因次參數(shù),體現(xiàn)的是能量損耗的相對比例。本文從另一個角度出發(fā),對不同體型臺階溢洪道水流比能進(jìn)行試驗研究,分析了沿程斷面比能與單寬流量、臺階尺寸、坡度等相關(guān)因素的關(guān)系,結(jié)果表明存在良好規(guī)律,基于臺階水流比能規(guī)律提出了新的消能率和水面線計算方法。具體表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)斷面比能是重要的水力參數(shù)。為了研究臺階式溢洪道上水流比能特性,對坡角38.7°、臺階高度0.5m~2.0m的臺階溢洪道進(jìn)行模型試驗,試驗結(jié)果表明:與光滑溢洪道相比,臺階溢洪道上總水頭沿程急劇降低;滑行流態(tài)條件下,水流比能表現(xiàn)為沿程先增大后達(dá)到穩(wěn)定值的規(guī)律。水流比能與總水頭相互依賴,坡度一定情況下,比能穩(wěn)定值越小說明臺階溢洪道的消能效果越好。通過無量綱分析得出穩(wěn)定比能與相關(guān)影響因子的兩個無因次參數(shù),結(jié)合30.0°~63.4°五種坡度的試驗數(shù)據(jù)對兩個無因次參數(shù)回歸分析,表現(xiàn)出良好的冪函數(shù)規(guī)律,相關(guān)系數(shù)為0.9949~0.9972。同時得出計算穩(wěn)定比能和臺階溢洪道消能率的經(jīng)驗公式,為相關(guān)設(shè)計提供參考。(2)臺階溢洪道是由常規(guī)光滑溢洪道發(fā)展而來,將臺階溢洪道與光滑溢洪道的斷面比能進(jìn)行對比分析,引入臺階相對比能的概念,準(zhǔn)確反映臺階溢洪道與光滑溢洪道水頭損失之間的差別。通過26.6°~48.0°坡角、0.5m~2.0m臺階高度的21組模型試驗,分析了臺階溢洪道比能及相對比能與流程長度、單寬流量、臺階高度、坡度之間的關(guān)系。臺階溢洪道水流比能與這些參數(shù)關(guān)系比較復(fù)雜,不便分析應(yīng)用,而臺階溢洪道相對比能與流程長度呈良好的線性關(guān)系而且斜率與單寬流量無關(guān),與臺階高度、坡度呈遞增關(guān)系,便于分析應(yīng)用,試驗資料證實了引入臺階溢洪道相對比能的必要性。提出計算臺階溢洪道水頭損失的經(jīng)驗公式,為相關(guān)設(shè)計提供參考。(3)基于臺階式溢洪道水流比能特性的研究成果,提出了新的計算消能率的經(jīng)驗公式和水面線計算方法�？偨Y(jié)目前各學(xué)者研究的消能率計算公式,采用各公式對三種不同坡度臺階溢洪道消能率進(jìn)行計算,分析評價了各公式的適用條件,本文公式計算精度高�；谙鄬Ρ饶芘c流程長度的線性關(guān)系,聯(lián)合光滑溢洪道水面線計算方法,計算臺階溢洪道沿程水面線,計算結(jié)果與試驗值吻合。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV135.2

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 閆曉惠;陳新;李華煜;;基于標(biāo)準(zhǔn)和Realizable k～ε湍流模型的階梯式溢洪道流的數(shù)值模擬[J];水利科技與經(jīng)濟(jì);2015年10期

2 梅偉;鄭銘;;德澤水庫溢洪道階梯式消能設(shè)計[J];人民長江;2013年12期

3 伍平;王波;陳云良;伍超;;大落差多級階梯泄槽水流穩(wěn)定平衡態(tài)研究[J];水力發(fā)電學(xué)報;2013年02期

4 楊超;;臺階式溢洪道的消能效率及應(yīng)用前景分析[J];葛洲壩集團(tuán)科技;2012年04期

5 伍平;王波;陳云良;周勤;;階梯溢洪道不同坡比消能研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版);2012年05期

6 張峰;劉韓生;;臺階式溢洪道消能特性的研究[J];水利與建筑工程學(xué)報;2012年04期

7 張志昌;徐嘯;;臺階式溢洪道摻氣水流水深的試驗研究[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;2011年06期

8 徐嘯;張志昌;;臺階式溢洪道水力特性計算方法分析[J];西安理工大學(xué)學(xué)報;2011年02期

9 張為法;劉韓生;;斯木塔斯臺階式陡槽溢洪道水力特性模型試驗研究[J];中國農(nóng)村水利水電;2011年01期

10 黃智敏;賴翼峰;朱紅華;;溢洪道階梯消能工應(yīng)用和運行觀察[J];水利水電工程設(shè)計;2010年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳利強;水工隧洞階梯消能機理及水力特性研究[D];武漢大學(xué);2014年

2 田嘉寧;臺階式泄水建筑物水力特性試驗研究[D];西安理工大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 楊吉健;臺階式溢洪道相對水力參數(shù)規(guī)律研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

2 張峰;臺階式溢洪道消能特性的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2014年

3 楊紅宣;長陡坡無壓隧洞洞內(nèi)階梯消能試驗研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

4 張為法;斯木塔斯水電站臺階式陡槽溢洪道水力學(xué)問題研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

5 陳朝;階梯溢洪道水力特性試驗研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

6 補舒棋;階梯溢洪道紊流數(shù)值模擬及消能影響因素分析[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

7 尹芳芳;帶有摻氣挑坎的臺階式溢洪道的三維數(shù)值模擬[D];西安理工大學(xué);2010年

8 駢迎春;臺階式溢洪道強迫摻氣水流水力特性的試驗研究[D];西安理工大學(xué);2007年

9 曾東洋;臺階式溢洪道水力特性的試驗研究[D];西安理工大學(xué);2002年

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本文編號：1156177