本文關(guān)鍵詞：陡坡明渠全斷面摻氣減蝕設(shè)施水力特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展需要以能源作為物質(zhì)基礎(chǔ),而水能資源是目前開發(fā)技術(shù)最成熟、開發(fā)規(guī)模最大的清潔能源。我國(guó)水力資源豐富,水能的開發(fā)利用還有很大的潛力,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,特別是筑壩技術(shù)的提高,高壩水利工程不斷涌現(xiàn),隨之而來的高速水流引發(fā)的空蝕空化破壞也日益嚴(yán)重。減免空蝕破壞,最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)單的方法是在過流邊壁上設(shè)置摻氣設(shè)施對(duì)水流進(jìn)行強(qiáng)迫摻氣,使得水體保持一定的摻氣濃度從而達(dá)到減蝕或免蝕的目的。本文通過陡槽水力學(xué)模型試驗(yàn),采用控制變量的研究方法,通過改變摻氣設(shè)施的類別及體型、來流流量等得到不同的試驗(yàn)工況。在不同工況下主要研究了強(qiáng)迫摻氣設(shè)施后水流的摻氣濃度、摻氣空腔長(zhǎng)度、摻氣保護(hù)長(zhǎng)度、流速、水流流態(tài)等方面的特性。本文共五章。第一章著重論述空化空蝕的概念,空蝕破壞的機(jī)理、減免空蝕破壞的措施,摻氣水流的類型、水流摻氣的原因,摻氣減蝕設(shè)施的基本體型的類型。第二章在設(shè)置底坎摻氣設(shè)施的基礎(chǔ)上對(duì)水流的摻氣濃度、底空腔長(zhǎng)度、摻氣保護(hù)長(zhǎng)度、空腔回水進(jìn)行了研究與討論。第三章在設(shè)置側(cè)墻摻氣設(shè)施的基礎(chǔ)上對(duì)水流的摻氣特性進(jìn)行分析與研究。第四章將聯(lián)合摻氣水流的特性與底坎摻氣和側(cè)墻摻氣進(jìn)行對(duì)比。第五章主要闡述本文試驗(yàn)研究得到的研究成果與結(jié)論。通過試驗(yàn)研究結(jié)合理論分析,得到了以下研究成果和結(jié)論。當(dāng)單獨(dú)設(shè)置底坎摻氣設(shè)施或側(cè)墻摻氣設(shè)施且摻氣設(shè)施的體型是底側(cè)聯(lián)合摻氣設(shè)施體型的一部分時(shí),三種摻氣設(shè)施的摻氣濃度沿程分布規(guī)律基本一致：即先急劇增大,然后緩慢增大達(dá)到峰值,之后迅速跌落,最后緩慢衰減達(dá)到穩(wěn)定值。在試驗(yàn)范圍內(nèi),當(dāng)其他影響因素保持不變時(shí),摻氣濃度隨著流量的增大而減小；隨著摻氣坎坡比的增大而增大；隨摻氣坎坎高的增大而增大。在試驗(yàn)范圍內(nèi),空腔長(zhǎng)度都隨流量的增大而減小,隨摻氣坎坡比的增大而增大。當(dāng)?shù)住?cè)空腔同時(shí)存在時(shí),底空腔和側(cè)空腔都要受到側(cè)墻摻氣坎或底摻氣坎的影響。在保持挑坎高度不變的情況下,摻氣保護(hù)長(zhǎng)度隨著流量的增大而減小；隨著挑坎坡比的增大而增大。底側(cè)聯(lián)合摻氣的有效摻氣保護(hù)長(zhǎng)度要比單一摻氣設(shè)施的有效摻氣保護(hù)長(zhǎng)度要更大,對(duì)下游的摻氣保護(hù)效果更好。研究成果可為優(yōu)化摻氣設(shè)施體型、布置摻氣設(shè)施方式提供試驗(yàn)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：摻氣設(shè)施 摻氣減蝕 水工模型試驗(yàn) 摻氣濃度 摻氣空腔長(zhǎng)度
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV135
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-32
• 1.1 引言12
• 1.2 研究背景12-14
• 1.3 空化與空蝕14-20
• 1.3.1 空化概述14-15
• 1.3.2 空化的影響15
• 1.3.3 空化數(shù)與最小壓力系數(shù)15-16
• 1.3.4 空化的分類與類型16
• 1.3.5 空蝕概述16-17
• 1.3.6 空蝕破壞機(jī)理17
• 1.3.7 空蝕試驗(yàn)方法與空蝕破壞程度的度量方法17-18
• 1.3.8 空蝕破壞的原因以及空蝕破壞常見的部位18-19
• 1.3.9 減免空蝕破壞的措施19-20
• 1.4 摻氣水流20-23
• 1.4.1 摻氣水流的概念及類型20-21
• 1.4.2 摻氣水流的摻氣濃度21-22
• 1.4.3 摻氣水流對(duì)工程結(jié)構(gòu)的影響22
• 1.4.4 水流摻氣的原因22-23
• 1.5 摻氣減蝕23-26
• 1.5.1 概述23-24
• 1.5.2 摻氣減蝕原理24-25
• 1.5.3 摻氣減蝕的水力設(shè)計(jì)原則25
• 1.5.4 摻氣減蝕的研究方法25-26
• 1.6 摻氣減蝕設(shè)施26-31
• 1.6.1 概述26
• 1.6.2 摻氣減蝕設(shè)施的基本體型26-29
• 1.6.3 摻氣減蝕設(shè)施的尺寸29
• 1.6.4 摻氣減蝕設(shè)施的通氣方式及設(shè)置的位置29-30
• 1.6.5 摻氣減蝕設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)考慮的因素與要求30
• 1.6.6 摻氣減蝕設(shè)施的水力參數(shù)30-31
• 1.7 論文課題來源與研究?jī)?nèi)容31
• 1.8 本章小結(jié)31-32
• 第二章 底坎摻氣水力特性研究32-62
• 2.1 試驗(yàn)裝置32-33
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)33-37
• 2.2.1 摻氣設(shè)施體型設(shè)計(jì)33-35
• 2.2.2 摻氣設(shè)施及測(cè)點(diǎn)布置方式35-36
• 2.2.3 通氣孔面積設(shè)計(jì)36-37
• 2.2.4 來流流量的設(shè)計(jì)37
• 2.3 試驗(yàn)工況37-38
• 2.4 試驗(yàn)測(cè)量參數(shù)及測(cè)量設(shè)備38-39
• 2.5 試驗(yàn)方法及步驟39
• 2.6 摻氣濃度分布研究39-47
• 2.6.1 摻氣濃度沿程分布規(guī)律41-43
• 2.6.2 摻氣濃度縱向分布規(guī)律43-45
• 2.6.3 摻氣濃度沿水流橫斷面的分布規(guī)律45-47
• 2.7 摻氣濃度的影響因素研究47-53
• 2.7.1 來流流量對(duì)摻氣濃度的影響47-49
• 2.7.2 底挑坎坡比對(duì)摻氣濃度的影響49-51
• 2.7.3 底挑坎高度對(duì)摻氣濃度的影響51-53
• 2.8 底空腔特性研究53-58
• 2.8.1 底空腔長(zhǎng)度53
• 2.8.2 計(jì)算底空腔長(zhǎng)度的公式53-55
• 2.8.3 底空腔長(zhǎng)度隨流量、底坎坡比的變化規(guī)律55-57
• 2.8.4 底空腔長(zhǎng)度隨底坎高度的變化規(guī)律57-58
• 2.9 空腔回水58-59
• 2.10 本章小結(jié)59-62
• 第三章 側(cè)墻摻氣水力特性研究62-80
• 3.1 概述62
• 3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)62-63
• 3.3 摻氣濃度試驗(yàn)結(jié)果及分析63-71
• 3.3.1 摻氣濃度沿程分布研究63-65
• 3.3.2 摻氣濃度縱向分布規(guī)律研究65-67
• 3.3.3 摻氣濃度沿水流橫斷面分布規(guī)律研究67-69
• 3.3.4 來流流量對(duì)摻氣濃度的影響69-71
• 3.3.5 側(cè)挑坎坡比對(duì)摻氣濃度的影響71
• 3.4 側(cè)空腔特性研究71-75
• 3.4.1 側(cè)空腔長(zhǎng)度的計(jì)算公式71-73
• 3.4.2 側(cè)空腔長(zhǎng)度的影響因素73-75
• 3.5 摻氣保護(hù)長(zhǎng)度研究75-78
• 3.5.1 摻氣保護(hù)長(zhǎng)度與氣臨界免蝕摻氣濃度75-76
• 3.5.2 摻氣保護(hù)長(zhǎng)度計(jì)算公式76
• 3.5.3 摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的試驗(yàn)結(jié)果及分析76-78
• 3.6 本章小結(jié)78-80
• 第四章 側(cè)墻和底坎聯(lián)合摻氣與底坎及側(cè)墻摻氣特性對(duì)比80-90
• 4.1 概述80
• 4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)80-81
• 4.3 試驗(yàn)研究結(jié)果及對(duì)比81-88
• 4.3.1 沿程摻氣濃度對(duì)比81-84
• 4.3.2 底坎摻氣底空腔長(zhǎng)度與聯(lián)合摻氣空腔長(zhǎng)度對(duì)比84-85
• 4.3.3 側(cè)墻摻氣側(cè)空腔長(zhǎng)度與聯(lián)合摻氣側(cè)空腔長(zhǎng)度對(duì)比85-86
• 4.3.4 聯(lián)合摻氣底空腔長(zhǎng)度和側(cè)空腔長(zhǎng)度與水流流態(tài)關(guān)系86-87
• 4.3.5 摻氣保護(hù)長(zhǎng)度對(duì)比87-88
• 4.4 本章小結(jié)88-90
• 第五章 結(jié)論與展望90-94
• 5.1 結(jié)論90-92
• 5.2 展望92-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 致謝98-99
• 附錄99

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳持恭;高速水力學(xué)研究的進(jìn)展[J];大自然探索;1992年03期

2 王曉松;孫雙科;夏慶福;柳海濤;;國(guó)外泄水建筑物摻氣減蝕研究[J];黑龍江水專學(xué)報(bào);2008年02期

3 岳超;牛智攀;李進(jìn);;側(cè)摻氣空腔長(zhǎng)度計(jì)算[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2009年06期

4 王海云;戴光清;楊永全;劉超;楊慶;;高水頭泄水建筑物側(cè)墻摻氣減蝕特性研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2006年01期

5 帥青紅，梁川，吳持恭，張筑風(fēng);臨界免蝕摻氣濃度（C_k）的計(jì)算公式[J];成都科技大學(xué)學(xué)報(bào);1996年05期

6 夏維洪;高速摻氣水流的模型相似問題[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);1997年01期

7 劉超;楊永全;鄧軍;王海云;;泄洪洞反弧段下游側(cè)墻摻氣減蝕試驗(yàn)研究[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);2006年04期

8 張建民;許唯臨;王韋;劉善均;;高水頭沖沙放空洞邊墻空蝕破壞原因探討[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2010年05期

9 徐一民,王韋,許唯臨,劉善均;摻氣坎(槽)射流空腔長(zhǎng)度的計(jì)算[J];水利水電技術(shù);2004年10期

10 蔡守允;李恩寶;;應(yīng)用于水利工程物理模型試驗(yàn)的旋漿流速儀[J];水利技術(shù)監(jiān)督;2008年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉超;龍?zhí)ь^泄洪洞反弧段下游側(cè)墻摻氣減蝕研究[D];四川大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 沈春穎;小底坡低佛氏數(shù)下?lián)綒饪驳乃μ匦匝芯縖D];昆明理工大學(xué);2010年

2 高月霞;高速水流摻氣與通氣減蝕的試驗(yàn)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

3 劉曉川;明渠水氣兩相流的數(shù)值模擬研究[D];河北工程大學(xué);2008年

4 馮永祥;二灘水電站泄洪洞側(cè)墻摻氣減蝕研究[D];天津大學(xué);2008年

5 舒蘊(yùn)t

本文編號(hào)：313217