本文選題：底流消能工 + 摻氣濃度��； 參考：《昆明理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：我國許多大壩工程為70m以上的高壩、超高壩,其泄洪流量、泄洪功率,摻氣消能等工程特性與中低壩有著很大的不同,并且近年一些高壩、超高壩水利水電工程采用新型消能工帶來的氣體超飽和和氣蝕問題較為突出,更為重要的是我國已建、在建和待建水利水電工程的環(huán)境影響評價(jià)中,尚沒有對其壩下游河流水體溶解氣體超飽和影響進(jìn)行系統(tǒng)深入的評價(jià)。底流消能工作為傳統(tǒng)的一種消能方式,研究其水流結(jié)構(gòu)下氣體遷移擴(kuò)散特性,能為其他水流流體結(jié)構(gòu)下氣體遷移、擴(kuò)散、釋放機(jī)理及不同水流流體結(jié)構(gòu)下氣體的運(yùn)動(dòng)機(jī)理提供重要依據(jù),為降低下游水體總?cè)芙鈿怏w的濃度,從而保護(hù)河流水生態(tài)和水環(huán)境奠定理論基礎(chǔ)。底流消能工下,高速水流下泄進(jìn)入消力池,與消力池內(nèi)水體存在強(qiáng)烈的紊動(dòng),形成摻氣水流,氣泡不斷發(fā)生聚并、分裂和上升現(xiàn)象,水體與氣泡間進(jìn)行交換,氣泡貢獻(xiàn)了氣體傳輸動(dòng)量的大部分,伴隨有大量的機(jī)械能損失。大量的空氣摻混,使消力池內(nèi)水深增加,還會(huì)引起水流附加紊動(dòng)擴(kuò)散,對消力池內(nèi)流速和壓強(qiáng)的分布有一定的影響。因此摻氣水流的研究對底流消能工體型的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義。本文是基于國家自然科學(xué)基金《高壩泄洪消能不同水流結(jié)構(gòu)下氣體遷移擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)機(jī)理研究》(項(xiàng)目編號:51669007)而立題,采用水工模型試驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方式,對底流消能工消力池內(nèi)水體進(jìn)行分區(qū),實(shí)測了在不同入池能量、尾坎高度、摻氣量下消力池底板時(shí)均壓強(qiáng)及不同水流結(jié)構(gòu)區(qū)流速和摻氣濃度值,采用單一變量法,分析各水力條件對流速和時(shí)均壓強(qiáng)分布規(guī)律、摻氣濃度的分布規(guī)律及氣體遷移擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響。
[Abstract]:Many dam projects in China are high dams with a height of more than 70 m, super-high dams, their flood discharge, flood discharge power, aeration energy dissipation and other engineering characteristics are quite different from those of middle and low dams, and in recent years, some high dams have been built. The problem of gas supersaturation and cavitation erosion caused by the new energy dissipator in super high dam water conservancy and hydropower project is more prominent. What is more important is the environmental impact assessment of the water conservancy and hydropower project that has been built and is under construction in our country. The effect of dissolved gas supersaturation on the river water in the lower reaches of the dam has not been systematically and thoroughly evaluated. The bottom flow energy dissipation works as a traditional energy dissipation method. The characteristics of gas migration and diffusion under the flow structure are studied, and it can be used to transfer and diffuse the gas under the structure of other flow fluids. The release mechanism and the gas movement mechanism under different flow fluid structure provide important basis for reducing the concentration of the total dissolved gas in the downstream water body and thus protecting the river water ecology and water environment. Under the condition of bottom flow energy dissipator, the high speed water flow flows into the stilling pool, and there is strong turbulence with the water body in the stilling pool, which forms the aerated water flow, resulting in the accumulation, splitting and rising of the bubbles, and the exchange between the water and the bubbles. Bubbles contribute most of the momentum of the gas transport, accompanied by a large amount of mechanical energy loss. A large amount of air mixing can increase the depth of water in the stilling pool and cause the additional turbulent diffusion of the flow, which has a certain effect on the distribution of velocity and pressure in the stilling pool. Therefore, the study of aerated flow is of great significance to the optimization design of bottom flow energy dissipators. This paper is based on the National Natural Science Foundation of China, "study on the mechanism of gas migration and diffusion under different flow structures of flood discharge and energy dissipation in high dams" (item No.: 51669007), and adopts the method of combining hydraulic model test with theoretical analysis. In this paper, the water body in the energy dissipation pool of the bottom flow dissipator is partitioned. The average pressure of the bottom plate of the stilling pool, the velocity of flow and the concentration of air in the different flow structure area are measured under the different inlet energy, the height of the cauldron and the aeration volume. The single variable method is used to measure the average pressure of the bottom plate of the stilling pool. The effects of hydraulic conditions on the distribution of velocity and time-averaged pressure, the distribution of aeration concentration and the movement of gas migration and diffusion are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TV135.2

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本文編號：1812351