【摘要】：泄洪洞事故閘門動水關閉過程水動力特性非常復雜,閘后水流流態(tài)由滿流過渡到明流。不利的水流條件、不當?shù)牡拙夡w型設計及不合理的支承結構布置均會影響閘門的正常運行,造成門體劇烈振動,甚者產生大幅度的爬振現(xiàn)象,使門機遭受沖擊震蕩荷載,對啟閉設備和閘門運行不利。前人對閘門動水閉門的水力特性研究大多以試驗為主,數(shù)值模擬工作較少;而對爬振現(xiàn)象的探究,有針對性的研究報導鮮少,相關規(guī)律性闡述更是無涉及。因此,本文結合物理模型試驗和數(shù)值模擬方法開展閘區(qū)水力特性研究,分析底緣型式對持住力及閘底空化特性的影響;并以某水利樞紐原型觀測成果作為爬振研究的引子,用閉門持住力脈動特性衡量閘門振動,通過試驗探討影響閘門爬振的因素,提出減振措施。主要成果如下:(1)針對瑪爾擋水電站泄洪放空洞物理模型水力學試驗成果,結合EMD脈動壓力趨勢項提取方法,綜合研究閘門閉門過程閘后流態(tài)、門體脈動壓強及閉門持住力特性,分析運行工況對閘區(qū)水力特性的影響,為平面閘門動水關閉的數(shù)值模擬提供論證依據(jù)。(2)采用RNG k-ε模型和VOF方法,結合動網格劃分技術,對不同底緣型式的平板閘門閉門過程進行數(shù)值仿真。計算得到前傾角或前、后傾角組合型式,閘底壓力基本呈上托力;平底底緣和后傾角底緣,滿流流態(tài)表現(xiàn)為上托力,明滿流或明流流態(tài)呈下吸力,且下游傾角的增加會降低下吸力。另外,分析閘底空化特性,發(fā)現(xiàn)組合型式底緣(主要是后半底面)、平底底緣最易發(fā)生空蝕破壞。(3)基于某水利樞紐泄洪洞樓板振動原觀試驗,發(fā)現(xiàn)閘門動水閉門過程出現(xiàn)大幅爬振現(xiàn)象。因此依托于瑪爾擋泄水隧洞物理模型試驗裝置,探究影響爬振的相關因素。結果表明:支承摩阻系數(shù)是影響閘門爬振的主要因素之一,滑塊材質也會改變閘門振動特性。從利于閘門落門的角度考慮,可采用減小支承摩阻系數(shù)、降低上游水位和工作門開度、增加閘門配重等措施。從減少閘門爬振角度考量,減小支承結構摩阻系數(shù)及工作閘門開度,增加啟閉速度、閘門配重及滑塊直徑均能有效改善或抑制閘門爬振。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TV663;TV135
【圖文】：

第２章泄洪洞事故閘門爬行振動原型觀測第２章泄洪洞事故閘門爬行振動原型觀測逡逑爬振是指移動部件周而復始、忽停忽跳、忽慢忽快的運動現(xiàn)象，其實質是逡逑種不連續(xù)的非線性摩擦振動。實際工程中，閘門爬行振動現(xiàn)象所引發(fā)的安全逡逑故第１章已做簡要概述。目前，對于事故門動水閉門過程爬行振動這一現(xiàn)象逡逑研究報導鮮少，前人對閘門爬振的規(guī)律闡述基本無涉及。鑒于此，本章依托逡逑某水利樞紐泄洪洞事故閘門啟閉機室樓板振動原型觀測成果，著重分析事故逡逑動水閉門過程中大幅振動現(xiàn)象，引出閘門爬行振動i昴�，为第５諏依振特究奠定基础。辶x希憊こ癱塵板義

本文編號：2766882