發(fā)布時間：2018-03-03 14:11

  本文選題：水力學(xué)　切入點：臺階式溢洪道　出處：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：臺階式溢洪道是水利工程中常用的泄洪消能體型,眾多工程實例表明,臺階式溢洪道相比光滑溢洪道,能夠克服空化空蝕等不良水力現(xiàn)象,具有消能率高和施工方便等突出優(yōu)點。目前臺階式溢洪道水流規(guī)律是研究的熱點問題,普遍采用的研究方法是直接對臺階式溢洪道水力參數(shù)進(jìn)行分析,并未得出便于應(yīng)用的結(jié)論;相對水力參數(shù)是我校提出并加以推廣的一種新的研究思路:將臺階式溢洪道和對應(yīng)光滑溢洪道進(jìn)行對比研究,定義相對水力參數(shù),在光滑溢洪道基礎(chǔ)上探討臺階式溢洪道水流規(guī)律。定義臺階式溢洪道消能率和對應(yīng)光滑溢洪道消能率之差為相對消能率;光滑溢洪道弗勞德數(shù)和對應(yīng)臺階式溢洪道弗勞德數(shù)之差為相對弗勞德數(shù);臺階式溢洪道消能水頭和對應(yīng)光滑溢洪道消能水頭之差為相對消能水頭;光滑溢洪道流速和對應(yīng)臺階式溢洪道流速之差為相對流速。結(jié)合26.57°、32.01°、33.69°、38.66°、51.3°五組不同坡度,1.43cm~6.67cm不同臺階高度,21組臺階式溢洪道模型試驗,系統(tǒng)研究了流程長度、單寬流量、臺階高度、坡度與相對流速、相對弗勞德數(shù)、相對消能率、相對消能水頭之間的關(guān)系。結(jié)果表明存在良好規(guī)律,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)在非均勻流段相對流速沿程直線分布,直線斜率隨單寬流量增大而減小,隨臺階高度、坡度增大而增加。線性相關(guān)好。(2)在非均勻流段相對弗勞德數(shù)沿程直線分布,直線斜率隨單寬流量減小而增大,隨臺階高度增加而增加,隨坡度增加而增加。線性相關(guān)系數(shù)高。(3)在非均勻流段相對消能率沿程直線分布,直線斜率隨單寬流量、臺階高度改變幾乎沒有改變,隨坡度的增加直線斜率先變大后減小。線性相關(guān)性很強。(4)相對消能水頭和相對消能率表現(xiàn)出同樣的規(guī)律。本文進(jìn)一步研究,探討了相對流速、相對弗勞德數(shù)、相對消能率、相對消能水頭在不同流程長度、單寬流量、臺階高度、坡度下的相互對應(yīng)關(guān)系。結(jié)果表明上述線性規(guī)律仍存在,具體表現(xiàn)為:(1)相對流速和相對弗勞德數(shù)沿程線性相關(guān),線性相關(guān)系數(shù)很大,經(jīng)過理論推導(dǎo)驗證了該直線關(guān)系存在的必然性。(2)相對弗勞德數(shù)和相對消能率沿程為直線關(guān)系,線性相關(guān)性強。(3)相對流速和相對消能率沿程直線關(guān)系,線性相關(guān)性好。直線關(guān)系的存在為計算臺階式溢洪道水力參數(shù)提供了依據(jù)。求解出明顯摻氣點位置處斷面平均水深和斷面平均流速,在光滑溢洪道計算基礎(chǔ)上計算出該位置處相對水力參數(shù)。依據(jù)相對水力參數(shù)的直線規(guī)律特性,求解出對應(yīng)直線函數(shù),再次結(jié)合光滑溢洪道計算結(jié)果求解出臺階式溢洪道階頂過流斷面位置處對應(yīng)的水力參數(shù),比如消能率、水深、消能水頭等。本文創(chuàng)新之處在于:(1)系統(tǒng)地對臺階式溢洪道相對流速、相對弗勞德數(shù)、相對消能率、相對消能水頭沿程規(guī)律進(jìn)行研究,得出規(guī)律明顯:非均勻流段相對水力參數(shù)沿程直線分布,線性相關(guān)性好,線性相關(guān)性高。(2)在整個流程段,對相對流速、相對弗勞德數(shù)、相對消能率、相對消能水頭互相對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)研究,兩兩對應(yīng)為直線關(guān)系,線性相關(guān)系數(shù)高。線性相關(guān)性更好。(3)本文研究成果適用范圍廣,臺階坡度26.57°~51.3°下規(guī)律均表現(xiàn)良好。(4)運用該水流規(guī)律計算臺階式溢洪道沿程水力參數(shù),無需引入經(jīng)驗公式,也克服了數(shù)值模擬過于專業(yè)化的要求,便于工程應(yīng)用。以計算臺階式溢洪道階頂斷面水深為例,計算精度最大誤差很小,可以滿足工程需求。
[Abstract]:......
【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】：2015
【分類號】：TV651.1;TV135.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 高儀生,陳俊,曾泳;水布埡水利樞紐溢洪道一級挑流消能方案優(yōu)化試驗[J];長江科學(xué)院院報;1999年01期

2 劉金輝;奚晶瑩;;臺階式溢流壩的消能設(shè)計與試驗[J];吉林水利;2009年08期

3 黃智敏;朱紅華;何小惠;鐘勇明;;溢洪道階梯陡槽段水深試驗與計算探討[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展A輯;2007年06期

4 陳群,戴光清,朱分清,楊慶;影響階梯溢流壩消能率的因素[J];水力發(fā)電學(xué)報;2003年04期

5 張挺,伍超,盧紅,鄭治;X型寬尾墩與階梯溢流壩聯(lián)合消能的三維流場數(shù)值模擬[J];水利學(xué)報;2004年08期

6 駢迎春;張志昌;;臺階式溢洪道摻氣坎水流空腔長度和通氣量的試驗研究[J];西北水力發(fā)電;2006年04期

7 李淑賢;丁滿堂;姚鋒;張華明;;達(dá)拉河口水電站工程側(cè)槽溢洪道及臺階消能設(shè)計[J];電網(wǎng)與水力發(fā)電進(jìn)展;2008年04期

8 張志昌,曾東洋,劉亞菲;臺階式溢洪道滑行水流水面線和消能效果的試驗研究[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;2005年01期

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1 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

2 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

3 金瑾;臺階式溢洪道水力特性的數(shù)值模擬[D];西安理工大學(xué);2009年

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本文編號：1561364