發(fā)布時(shí)間：2020-04-09 23:19

【摘要】：為解決一體化消能設(shè)施在大單寬流量運(yùn)行時(shí),較高的消能率與空蝕破壞之間存在矛盾這一難題,本文基于阿海電站的基礎(chǔ)上,按1:60的模型比尺進(jìn)行水工模型試驗(yàn),采用三種角度的摻氣挑坎與四種階梯體型進(jìn)行組合共十二種組合摻氣設(shè)施,分析這十二種組合摻氣設(shè)施對(duì)該一體化消能工水力特性的影響,為該一體化消能工應(yīng)用于更高水頭、更大單寬流量的工程中提供一定的理論依據(jù),研究的主要結(jié)論如下:(1)當(dāng)僅增設(shè)過(guò)渡階梯體型時(shí),發(fā)現(xiàn)首級(jí)大階梯對(duì)該一體化消能工摻氣影響比較突出;增設(shè)摻氣挑坎+過(guò)渡階梯的組合設(shè)施時(shí),發(fā)現(xiàn)11.3°,1m+帶有一個(gè)大階梯的過(guò)渡階梯的組合體型為最優(yōu)的組合摻氣設(shè)施;(2)時(shí)均壓強(qiáng)、流速變化規(guī)律基本相似,時(shí)均壓強(qiáng)最大值出現(xiàn)兩個(gè)峰值,一個(gè)是反弧段的沖擊壓強(qiáng)最大值,一個(gè)是消力池段的靜水壓強(qiáng)最大值;當(dāng)增設(shè)組合摻氣設(shè)施時(shí),挑坎角度一定時(shí),第一階為大階梯的過(guò)渡階梯體型的動(dòng)能耗散程度最大,最大值均在90%左右;(3)挑坎+均勻階梯體型下的最大負(fù)壓出現(xiàn)在第一級(jí)階梯立面凸角處;而挑坎+新型過(guò)渡階梯的組合體型的最大負(fù)壓出現(xiàn)的位置下移了,均出現(xiàn)在第二級(jí)階梯立面凸角處;所有試驗(yàn)方案的最大負(fù)壓值均沒(méi)有超過(guò)規(guī)范允許的最大負(fù)壓值;且十二個(gè)試驗(yàn)方案中最大負(fù)壓最小值出現(xiàn)在11.3°+第一階為大階梯的過(guò)渡階梯體型方案中,最大負(fù)壓值為-5.46kPa;(4)增設(shè)過(guò)渡階梯時(shí),摻氣濃度最大值僅達(dá)到61.6%,摻氣空腔長(zhǎng)度最大值達(dá)到13.88m;增設(shè)組合摻氣設(shè)施后,第一、二階為大階梯或無(wú)大階梯的過(guò)渡階梯體型方案中摻氣濃度最大值均達(dá)不到50%,第一階為大階梯的過(guò)渡階梯體型方案的摻氣濃度最大值超過(guò)了60%,空腔長(zhǎng)度隨挑坎角度的增大而增大,挑坎角度一定時(shí),發(fā)現(xiàn)第一階為大階梯的過(guò)渡階梯體型方案的空腔長(zhǎng)度值最大,摻氣濃度和空腔長(zhǎng)度值最大的均出現(xiàn)在11.3°+第一階為大階梯的過(guò)渡階梯體型方案中,最大值分別為88.46%,17.50m。(5)增設(shè)過(guò)渡階梯時(shí),消能率最大值達(dá)到52.70%,增設(shè)組合摻氣設(shè)施后,消能率最大值達(dá)到59.95%。綜上所述:在一體化消能工階梯段與WES曲面銜接處增設(shè)組合摻氣設(shè)施可以減小該銜接處存在的負(fù)壓、提高該一體化消能工的摻氣量和消能效果,其中最優(yōu)的組合摻氣設(shè)施體型為11.3°+第一階為大階梯的過(guò)渡階梯體型。
【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】：2019
【分類號(hào)】：TV135.2

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