本文關(guān)鍵詞：齒墩長度對齒墩狀內(nèi)消能工水力特性影響的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒墩狀內(nèi)消能工是新提出的一種內(nèi)消能工形式，相對于傳統(tǒng)的內(nèi)消能工，其既保證了較大的過流能力，又保證了一定的消能率，是一種很有潛力的內(nèi)消能工，對其研究意義重大。前期已對此內(nèi)消能工形式的水力特性進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)，分析了齒墩數(shù)目以及面積收縮比對其消能特性、壓強(qiáng)特性及流速特性的影響，本文在此基礎(chǔ)上，采用目前廣泛應(yīng)用的紊流數(shù)值模擬計算軟件包—Fluent軟件對其進(jìn)行數(shù)值模擬研究，分析了不同齒墩長度對齒墩狀內(nèi)消能工的水頭損失系數(shù)、消能率、壁面時均壓強(qiáng)系數(shù)沿程分布規(guī)律、斷面壓力云圖分布以及流速矢量分布的影響，通過分析得出的主要結(jié)論如下： 1.不同流量下，不同齒墩長度的齒墩狀內(nèi)消能工的水頭損失系數(shù)相差不大，，變化規(guī)律大致相同，可見流量對水頭損失系數(shù)的影響不大。 2.在相同流量下，水頭損失系數(shù)大約在1.37～1.63之間變化，說明齒墩段相對長度η（η為齒墩長度L與圓管直徑D的比值）對水頭損失系數(shù)的影響不大。當(dāng)η=0.5時，水頭損失系數(shù)最小，其消能率最低；而當(dāng)η=0.1時，水頭損失系數(shù)最大，其消能率最高。 3.在所研究的流量及η范圍內(nèi)，當(dāng)η一定時，隨著管道內(nèi)流量的增大，齒墩狀內(nèi)消能工的消能率也增大。 4.同一流量下，隨著η的增大，消能率先是降低，再上升，隨后逐漸趨于穩(wěn)定。流量越大，消能率的降低幅度越大，降低幅度在14%到25%之間。當(dāng)η為0.5時，消能率達(dá)到了最小值。 5.不同齒墩長度的齒墩狀內(nèi)消能工的壁面時均壓強(qiáng)系數(shù)沿程的變化規(guī)律大體一致，都是在齒墩段前相對穩(wěn)定，在齒墩進(jìn)口處驟然下降，在齒墩段內(nèi)保持緩慢下降趨勢，最小值出現(xiàn)在齒墩出口的位置處，然后在齒墩段后逐漸上升，直到恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。 6.不同齒墩長度的齒墩狀內(nèi)消能工的縱剖面壓力云圖分布情況大體一致，壓強(qiáng)在水流將要進(jìn)入齒墩段時出現(xiàn)紊亂，在齒墩正前方靠近邊壁直角區(qū)域存在高壓區(qū)，而在齒墩進(jìn)口處水流壓強(qiáng)減小，壓強(qiáng)最小點(diǎn)出現(xiàn)在距齒墩段進(jìn)口約0.1D處，在突縮段兩側(cè)均出現(xiàn)低壓區(qū)，且沿上下邊壁對稱分布，齒墩段內(nèi)壓強(qiáng)分布均勻，在齒墩正后方靠近邊壁直角區(qū)域存在低壓區(qū)，且整個計算區(qū)域未出現(xiàn)負(fù)壓，空化特性良好，隨著Z/D（Z為沿管軸線方向）的繼續(xù)增加，壓力又漸漸恢復(fù)了均勻。 7.在齒墩段前的突縮區(qū)域,流線出現(xiàn)強(qiáng)烈的彎曲變形，流線受到迅速擠壓,流速顯著增大。進(jìn)入齒墩段后,流線變密,數(shù)值增大，隨后進(jìn)入突擴(kuò)段,流速在齒墩正后方靠近邊壁的直角區(qū)域與管道中心部分的主流束之間形成分離區(qū)和回流區(qū)，隨著Z/D的繼續(xù)增加,斷面流速又漸漸恢復(fù)了均勻。 8.齒墩長度的變化對低壓回流區(qū)影響不大，隨著η的增加，低壓回流區(qū)的長度略微變短。
【關(guān)鍵詞】：齒墩狀內(nèi)消能工 齒墩長度 消能特性 壓強(qiáng)特性 流速特性
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV653
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究的背景及意義10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 內(nèi)消能工的研究意義11-12
• 1.2 紊流數(shù)值模擬研究12-14
• 1.3 內(nèi)消能工的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 研究方法17
• 1.5 研究內(nèi)容17-19
• 第二章 紊流數(shù)學(xué)模型的理論基礎(chǔ)19-23
• 2.1 FLUENT 軟件介紹19-20
• 2.2 模擬范圍和網(wǎng)格劃分20-21
• 2.3 基本方程及邊界條件的設(shè)定21-23
• 第三章 數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證23-30
• 3.1 試驗(yàn)裝置23-24
• 3.2 測點(diǎn)布置及測量設(shè)備24-27
• 3.2.1 壓力測點(diǎn)布置及測量24-26
• 3.2.2 流速測點(diǎn)布置及測量26-27
• 3.3 數(shù)學(xué)模型的驗(yàn)證27-30
• 第四章 數(shù)模計算結(jié)果及分析30-51
• 4.1 計算工況30-32
• 4.2 消能特性分析32-36
• 4.2.1 水頭損失系數(shù)32-34
• 4.2.2 消能率34-36
• 4.3 壓力特性分析36-46
• 4.3.1 管道壁面壓強(qiáng)沿程分布36-42
• 4.3.2 斷面壓力分布云圖42-46
• 4.4 流速特性分析46-51
• 4.4.1 流場理論分析46
• 4.4.2 斷面流速矢量圖46-51
• 第五章 結(jié)論與展望51-53
• 5.1 結(jié)論51-52
• 5.2 展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 致謝57-58
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄58
• 1、攻讀碩士期間參加的科研項目58
• 2、攻讀碩士期間發(fā)表的論文58

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 尹則高;拾兵;史宏達(dá);孫東坡;;洞塞式泄洪的數(shù)值模擬[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年08期

2 董興林,郭軍,楊開林,胡孟;高水頭大流量泄洪洞內(nèi)消能工研究進(jìn)展[J];中國水利水電科學(xué)研究院學(xué)報;2003年03期

  本文關(guān)鍵詞：齒墩長度對齒墩狀內(nèi)消能工水力特性影響的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：455330