消能率
- 尾栅对嵌槽消力池消能效果的提升与参数优化研究
、不同流量下的消能率，最终获得最优方案。试验中以没有尾栅设计的嵌槽消力池作为对比方案。2 计算结果与分析2.1 形 状保持尾栅宽度2 cm、高度4 cm、排距5 cm、排数为3排4个参数不变，对不同尾栅形状方案进行模型试验。为了直观呈现不同尾栅形状对消能率的影响，绘制出不同尾栅形状消能率的柱状图，结果如图2所示。由图2可以看出，随着流量的增加，各方案的消能率均不断减小，这与工程经验一致，即下泻流量增大会导致消力池消能率下降。在流量相同的情况下，不同尾栅形状
水利科学与寒区工程 2023年9期2023-10-10
- 掺气坎σ 值对阶梯式溢洪道的性能影响研究
物的一种，以其消能率高、可有效缩减下游消力池等设施尺寸的特点[1]，得到了迅速发展和广泛应用，但阶梯式溢洪道的消能率会随单宽流量的增加而减小，在较大的单宽流量下，阶梯溢洪道易受到空化空蚀的损害。为此，国内外专家针对阶梯式溢洪道开展了诸多研究。Ohtsu 等[2]引入“过渡流”机制，将阶梯上的流态分为“跌落流”“过渡流”“滑行流”3 种。Peyras 等[3]通过试验发现坝坡越缓，溢洪道消能率越高。Boes等[4]试验分析发现消能率只与阶梯临界水深有关。有研
灌溉排水学报 2023年7期2023-08-09
- 一种新型差动式阶梯溢洪道的消能特性研究
施，能有效提高消能率。目前，对溢洪道的研究多以增大其消能率为方向，从结构设计上达到目的。国外学者ASHOOR 等[1]在泄槽上搭建非均匀阶梯式溢洪道，以提高消能为目标，对其进行了数值模拟研究，得出改变阶梯的形状和比值可以大程度地增加消能率。国内学者吴春水[2]进行了阶梯式溢洪道消能率随几何形状变化的数值模拟计算，从计算结果判断阶梯溢洪道等泄水建筑物水流运动规律及消能机理。徐啸等[3]通过模型实验得出：影响消能率的关键因素有台阶尺寸、台阶形式、流量、水坝坝高
科技与创新 2023年11期2023-07-25
- 导流式输水管网消能装置设计与影响因素研究
水头损失系数、消能率、壁面时均压强系数沿程分布规律、断面压力云图分布以及流速矢量分布的影响。延耀兴等[11]通过调整孔板的扭转角度和孔板间距对阶梯螺旋孔口式孔板消能降压装置进行了研究,控制不同结构组合方式,满足不同节水灌溉方式对水压的需求。延耀兴等[12]主要对螺旋式孔口管道消能装置水力特性进行了试验研究,发现消能率随扭转角的增大而增大。宋驰[13]控制节流片开口角度和叶片偏转角度对外圆筒消能装置进行优选设计。综上,诸多学者均对不同类型消能装置进行了广泛的
农业机械学报 2023年6期2023-06-20
- 开敞式宽大单泄槽溢洪道水力特性及优化布置研究
台阶高度越大，消能率越高；Bayon 等[6]采用k-ε紊流模型和流体体积法相结合的方法，对锦屏一级水电站溢洪道的掺气和空化特性进行了数值模拟；谭立新等[7]利用k-ε紊流模型，采用有限体积法离散控制方程，对前置掺气坎阶梯溢洪道上掺气水流进行数值模拟，发现掺气空腔和掺气浓度随着掺气坎坡度的增大而增大，掺气浓度沿程降低，一定距离后趋于稳定。然而，目前对开敞式宽大单泄槽溢洪道水力特性的研究较少，有必要对此类溢洪道水力特性开展深入研究。本文依托典型的开敞式宽大单
水利水运工程学报 2022年6期2023-01-03
- 台阶式消能设计中相关参数的敏感性分析
验结果表明：其消能率超过光滑坝面[1]。如果充分利用溢流面消能，则溢流面出口流速降低，下游消力池长度缩短，这样不仅节约工程布置空间，并且结构简单、施工难度小。台阶式消能工理论研究较多[2]，《混凝土重力坝设计规范》(SL 319—2018)的条文说明指出可参考《水工设计手册》(第2版)第7卷中的相关公式进行初步设计时的水力计算[3]。至此，台阶式消能在设计过程中具有了规范性质的理论支撑依据。通过引入不确定性分析方法，以台阶式消能的效率为分析指标，对溢流面坡
水利建设与管理 2022年11期2022-12-19
- 多孔孔板流场特性及消能率数值模拟研究
制作成本较低，消能率较高且能很好地满足工作要求，因此在节流减压方面应用范围越来越广。孔板消能是利用自身结构束窄水流，使水流流经孔板时流态发生变化，水流流经孔板后会在后方产生回流区，水流在回流区内产生强烈的紊动、掺混以及受到剪切等作用，从而使一部分能量转化为热能，达到消能的目的［2］。Bullen［3，4］等专家认为孔板消能率与孔板阻力系数和孔径比有关，孔径比越大，阻力系数越小，孔板的消能效果越差。王德昌［5，6］等学者对多级孔板消能效果进行了试验研究，得出
中国农村水利水电 2022年8期2022-08-28
- 不同水沙条件下防冲槽消能防冲特性对比研究
水跃消能)具有消能率较高等优点[12]，是水利工程中泄洪消能的主要形式之一。低水头水闸运行特点为泄洪流量大、水位差较小，其泄流消能多采用底流消能方式[13]。辽宁清原下水库采用了底流消能形式，消能效果良好[14]。潘世虎在平原出海闸消能工研究中发现，水闸过流逐渐增大时，下游水跃由淹没式水跃变为远驱式水跃[15]。抛石防冲槽能够适应水跃变化，是底流消能的一种很好的运用形式。根据调查，抛石防冲槽结构在国内水利工程中多有应用，四川省某水电站闸室后护坦末端设置抛石
水利规划与设计 2022年7期2022-07-16
- 不同组合连接体形下旋流式竖井水力特性试验研究
性强、无雾化及消能率高等优点而被广泛应用，如溪洛渡、双沟、清远及小湾水电站[2-5]等水电工程均采用旋流式竖井消能。近年来，不少学者对旋流式竖井的体形、竖井深度、底部消能区压力特性和消能率进行了研究并取得了一些成果。赵建永等[6]通过模型试验对小流量旋流涡室体形进行了比较择优，得出了最佳的涡室体形为椭圆体形，但未对该体形下涡室水面线及压强问题进行研究。南洪等[7]采用数值模拟的方法对旋流式竖井深度在50～140 m的情况下进行研究，研究结果表明：竖井深度在
水力发电 2022年3期2022-06-21
- 反弧阶梯溢洪道水力特性
能工有可能出现消能率下降、掺气能力减弱、发生空蚀破坏等问题[6]。为提高大单宽流量阶梯消能工的消能率和降低空蚀破坏风险，国内外学者不断对阶梯形式和消能方式进行改进和优化，进行了许多新型阶梯消能方式的开发和研究工作。从阶梯面形式方面，可通过在阶梯面上增加辅助消能元件或者改变阶梯面形状来提高消能和掺气效果。如Torabi等[7-8]通过在阶梯面上布置块体结构增加阶梯面粗糙度，通过模型试验得出在滑行流状态下，粗糙化的阶梯溢洪道的消能率提高了7.2%～20%；Ga
水利水电科技进展 2022年3期2022-05-16
- 尾坎位置和高度的变化对坎式阶梯溢洪道性能的影响
部分，其特点是消能率大[1]，可以减小下游水垫塘、消力池等设施的规模，从而降低成本[2]。坎式阶梯溢洪道是通过在其台阶上加设一道尾坎得来的改良型阶梯溢洪道，虽然该类溢洪道已经应用于工程实例当中，但是人们对它的研究甚少。OHTSU和YASUDA引入“过渡流”机制，将阶梯上的流态分为“跌落流”“过渡流”“滑行流”3 种[3]。FELDER 等[1]对坡度为 8.9°和 26.6°的坎式阶梯溢洪道进行了物理模型试验研究，指出坎式阶梯溢洪道相对于阶梯溢洪道而言具有
科技与创新 2022年2期2022-02-11
- 台阶溢洪道与锥形阀泄放管泄洪消能试验研究
级掺气、减速，消能率高[1]。下泄水流经台阶溢洪道时，在台阶内形成旋滚水流，水流的剧烈紊动、剪切作用造成了能量的损耗，达到消能目的，使进入下游河道的水流流速降低，从而减小下游消能防冲设施的尺寸和范围。国内外学者们对台阶消能工进行过大量的试验研究。田嘉宁等[2]通过试验对台阶上不同流态的比能和消能率进行了研究；程文磊等[3]研究了阶梯溢流坝采用前置掺气坎+调整段+阶梯段+反弧段+消力池体型的水力特性，在单宽流量较小时，可以显著减小消力池规模；杜金威等[4]通
水利建设与管理 2021年11期2021-12-16
- 考虑台阶式溢流坝消能作用下的消力池优化设计
式溢洪道纯台阶消能率的研究成果。田嘉宁[4]等通过模型试验研究了台阶式溢流坝3 种坝坡及不同台阶高度时的压强、水跃长度及特性，提出了计算水跃长度的经验公式。易晓华[5]等结合索风营水电站的设计和水工模型试验结果，研究了宽尾墩坝面台阶联合消能工的消能率。目前对于大中型水利水电工程台阶式坝面消能率的确定，会采取多种办法进行计算和验证，基本上都会进行消能工物理模型试验。而对于数量众多的小型水利水电工程，则由于各种条件和环境的限制，导致很多工程无法开展水工模型试验
湖南水利水电 2021年5期2021-11-26
- 河湾水电站消力池T型墩体型优化数值模拟研究
获得水跃高度和消能率与泄流量之间的关系，结果如表1 所示。由表1 中的计算结果可知，在所有的情况下，设置消力板可以显著降低水跃高度，同时提高消能工的消能率。因此，设置消力板可以提高消能效果，建议在工程设计中采用。表1 有无消力板消能特征计算结果3.2 T 型墩位置影响的计算结果与分析鉴于T 型墩的支腿长度与消力池的池长、前墩边缘与消力池进水口的距离及前趾长度之间具有线性关系，因此研究中以支腿长度作为T 型墩位置的主要表征量，结合工程的设计资料，在添加消能板
东北水利水电 2021年11期2021-11-17
- T型墩对消力池消能效果影响的模型试验与体型优化研究
算获取消力池的消能率，通过T型墩消力池的消能率的对比分析，对不同体型和布置形式的T型墩的消能效果进行评价[11-12]。2 模拟结果与分析2.1 消力板的影响结果分析为了研究消力板对T型墩消能工消能效果的影响，研究中在无消能板的原始设计方案基础上，在T型墩的两个迎水面全部设置消力板。消力板与T型墩的前墩固定在一起的部分应水流防线安装凸起的部分，后部则与T型墩的前墩相连，扩展部分设计为40°的倾斜角度，厚度为前墩高度的1/4，也就是1.0 m[13-15]。
地下水 2021年4期2021-08-27
- 仿自然型鱼道结构形式改进及水力特性试验研究
构形式，即鱼道消能率的研究。仿自然型鱼道分2种形式：水池浅滩型鱼道和加糙坡道型鱼道[9]。水池浅滩型鱼道是阶梯型的，由陡峭的短渠或低堰联结长且平坦的水池组成。浅滩处水深较浅，流速较大，水池则相反[10]。2个相邻水池水位差异越大，浅滩处流速越大。为了鱼类能成功上溯，浅滩处最大流速要小于鱼类的突进速度，该鱼道长度较长，可顺直亦可弯曲。加糙坡道型鱼道由一个长的斜槽构成，坡道的长度和坡度受鱼类的耐久性游泳能力限制，需要每隔一段添加一个休息室。这2种鱼道布置形式不
人民长江 2021年4期2021-04-27
- 长距离大口径输水管道放空建筑物设计及数值模拟分析
工作水头及闸阀消能率计算给出，出口为自由出流。控制方程的离散采用有限体积法，速度与压力的解耦采用SIMPLE算法，对流项离散采用QUICK格式，体积分数离散采用修正的HRIC格式。3 数值模型计算结果针对闸阀的不同消能率进行数值模拟计算，计算工况如表1所示。表1 计算工况表（1）流态与流场。工况1和工况2消力井顶部及溢流涵洞均为明流，溢流涵洞水流平稳。随着闸阀消能率的增大，放空流量减小，消力井顶部水位及溢流涵洞水面线均降低，如图1所示。图1 放空系统流态受
工程技术研究 2021年5期2021-04-15
- 台阶式溢洪道滑行流相对水力特性规律研究
洪道、溢流坝的消能率而受到世界各国水利科研工作者的关注。台阶式溢洪道上的水流根据单宽流量、台阶高度及坡度的不同，会出现跌落流、滑行流及过渡流3种流态。水利工程中多以出现滑行流进行台阶式溢洪道的设计，跌落流常出现在泄流流量较小的情况，过渡流因其流态不稳定而应尽量避免。国内外学者对台阶式溢洪道进行了大量的试验研究，目前的研究主要集中在台阶式溢洪道滑行流的消能特性方面，研究成果颇多[2-12]，但由于台阶水流复杂，尚未得到一致结论。流速、弗劳德数及消能率是台阶式
水利学报 2020年8期2020-11-19
- 一种新型消能结构水力试验研究
能;消能结构;消能率;水力试验0 引言水坝是拦截江河水流以抬高水位或调节流量的挡水建筑物，具有调节径流、防洪、供水、发电、等功能。但水坝泄洪常常是水利工程设计者棘手的问题，地质条件差，挑流消能造成的严重冲刷，会使河岸崩塌，甚至威胁主体工程安全。大型水库泄洪消能更是十分艰巨的任务，普通的消能方式（挑流、底流、戽流）均无法收到良好的消能效果。因此，水坝泄洪消能长期以来一直是水利科技人员非常重视的问题[1-2]。本文在普通挑流消能溢流坝坝面结构及消能机理基础上提
锦绣·上旬刊 2020年6期2020-10-20
- 某山区溢洪道流态优化和消能试验研究
并对水流流态及消能率等方面进行了试验研究。结果表明：上游进口段水流分布均匀，衔接段水面线明显降低，台阶段呈现稳定的滑行流。实测台阶式溢洪道消能效率达到了87%，消能效果良好，流态稳定。关键词：物理模型试验;台阶式溢洪道;水流流态;消能率;导流墩中图分类号：TV131.61 文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2020.03.017Experimental Study on Flow Regime Optimizati
人民黄河 2020年3期2020-10-12
- 基于流体体积函数法的阶梯溢洪道消能研究
提出建议。1 消能率及流体体积函数法的基本介绍1.1 消能率消能率是评价溢洪道消能效果的定量依据，本文通过计算阶梯溢洪道相对光滑溢洪道的相对消能率来研究阶梯溢洪道的消能效果，相对消能率越大，阶梯溢洪道的消能效果越好[3]。式中：η为绝对消能率，绝对消能率越大，溢洪道的消能效果越好；v1为溢洪道入口流速平均值，m/s；v2为溢洪道出口流速平均值，m/s。式中：η为阶梯溢洪道相对光滑溢洪道的相对消能率；E为泄水水流机械能，J；ΔE为阶梯溢洪道与光滑溢洪道机械能
陕西水利 2020年7期2020-08-14
- 基于响应面法的跌坎消力池优化设计研究
力池的设计对于消能率、安全性和工程造价至关重要. 消力池经常因为不合理的设计问题，导致底板失稳、空化空蚀等不良后果[4，5].消力池从结构形式上分为常规消力池、渐扩消力池、跌坎消力池等类型，常规消力池经常面临临底流速大、底板荷载集中的问题，往往应用于中小型水利工程.许多学者的研究表明，跌坎消力池可以将高流速的主体水流引离池底以射流的形式进入消力池，可以有效的降低消力池临底流速[6，7]，在工程上具有更为广阔的适应性.在跌坎消力池的结构参数中，跌坎高度，消力
西南民族大学学报（自然科学版） 2020年2期2020-07-28
- 折板倾角对深隧竖井水力特性的影响分析
竖井的泄流量和消能率进行了研究。Odgaardd等(2013)[7]对折板上水流跌落距离公式和折板竖井理论设计方法进行了推导。目前，国内外研究者所进行的物理模型试验采用的均是无倾角的折板，尚未有学者对折板倾角进行研究。作为折板型竖井的一项设计参数，折板倾角对于竖井的水力学特性有着重要影响，本文将基于某种间距的折板竖井，选取0°、10°、20°折板倾角进行竖井泄流消能的物理模型试验，通过观测水流形态、水流流速、竖井顶部压强等物理量，研究折板倾角对竖井泄流消能
四川建筑 2020年2期2020-07-20
- 抛石防冲槽消能特性试验研究
、能量的消减(消能率的大小)等几方面的特征和规律。以下分别就测试数据进行分析研究。2.1 水跃位置的变化通过施放不同来沙水流、不同流量、抛填不同粒径卵石的试验，得出各工况下防冲槽内水跃的位置，见表4。表4 水跃位置及跃长统计表由试验发现：在抛石粒径相同、同类型河砂条件下，随着流量的递增，跃后断面也后移，跃长也逐渐递增，但跃前断面位置变化幅度较小且不规律，来沙条件对于水跃位置及跃长的影响无明显规律。尽管如此，由于防冲槽是按照建筑物的设计洪水标准进行设计，在设
水利与建筑工程学报 2020年3期2020-07-07
- 基于数值模拟的齿墩间距对消能效果的影响研究
相同的条件下，消能率会随着齿墩长度的增大先减小、后增大、再趋于稳定。张泽[4]的研究还显示，在面积收缩比相同的条件下，消能率会随着齿墩数目的增加而减小，且在4个齿墩情况下具有最好的抗空化效果。李斌[5]的研究结果显示，在其他条件相同时，二级齿墩比一级齿墩的消能效果要好，同时齿墩间距大于100 cm 时，旋转角对消能率的影响极为有限。在前期研究成果的基础上，本文利用数值模拟的方法，对不同齿墩间距下的消能特征进行研究，以获得最佳齿墩间距。1 计算模型的构建1.
水利科学与寒区工程 2020年1期2020-04-24
- 喀麦隆莫肯水电工程溢流坝台阶消能计算
，掺气多，从而消能率高，可缩短或取消溢流坝下游所需的消能工，减少工程投资。3 台阶消能影响因素台阶式溢流坝坝面水深影响的因素很多，包括单宽流量、堰高，溢流面的底坡、台阶的步高及步长等。本工程在进行台阶式溢流堰体型设计时，主要参考了《水工设计手册》1.2 节溢流坝中关于台阶式溢流坝消能的论述以及成都勘测设计研究院吴宪生的资料。3.1 单宽流量台阶消能适用于单宽流量较小的溢流坝，《水工设计手册》中提到台阶式溢流坝一般只限于单宽流量小于50 m3/s 的工程，经
水利水电工程设计 2020年4期2020-03-09
- 怒江干流堰塞坝特征及稳定河床机制
塞坝的稳定性和消能率特征。研究结果表明，怒江干流的堰塞坝分布密度较高，且与单宽水流能量正相关。干流堰塞坝可分为崩塌滑坡（崩滑）堰塞坝与泥石流堰塞坝。崩滑堰塞坝可在特大洪水中保持稳定，泥石流堰塞坝则可在一般性洪水中稳定。两类堰塞坝的消能率接近自然阶梯-深潭结构。崩滑堰塞坝消能率随单宽水流能量增大而提高，而泥石流堰塞坝则因较大的河谷横向空间汛期单宽水流能量增长较慢。干流堰塞坝的稳定性和消能特点均与当地单宽水流能量特点匹配，从而持久高效地消耗水流能量，提升河床整
水利水电快报 2019年12期2020-01-02
- 齿墩间距对二级齿墩消能工消能效果的影响研究
相同的条件下，消能率会随着齿墩长度的增大先减小后增大再趋于稳定[3]。张泽的研究还显示，在面积收缩比相同的条件下，消能率会随着齿墩数目的增加而减小，且4个齿墩情况下具有最好的抗空化效果[4]。李斌的研究结果显示，在其他条件相同时，二级齿墩比一级齿墩的消能效果要好，同时齿墩间距大于100cm时，旋转角对消能率的影响极为有限[5]。在前期研究成果的基础上，本文利用数值模拟的方法，对不同齿墩间距下的消能特征进行研究，以获得最佳齿墩间距。1 计算模型的构建1.1
水利技术监督 2019年6期2020-01-01
- GPU加速的SPH方法在溢洪道水流模拟中的应用
台阶式溢洪道;消能率中图法分类号：TV512文献标志码：ADOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.03.0381研究背景台阶式溢洪道是将传统光滑溢洪道的泄流槽做成台阶式，水流在流经台阶时与每级台阶均产生剧烈的碰撞，形成水流的旋滚及内部的紊动剪切作用，促使水流表面破碎，进而能显著增加溢洪道的泄流消能率，有助于减小下游消力池的规模[1-2]。所以，目前台阶式溢洪道在国内外许多工程上得以应用[3-5]。然而，水流与台阶之间的剧烈作用
人民长江 2019年3期2019-10-20
- 竖缝式与仿自然结合鱼道水力特性及其优化
态、流速及池室消能率等，尚未见有相关研究报道，也未形成针对相应实际工程的指导意见。结合青海省地盘子鱼道，本文采用整体物理模型试验对初步设计方案和优化方案中的水位、流速、流态等水流条件进行研究，论证了设计方案的合理性及优化方案的优化效果，以期为类似工程提供借鉴参考。1 工程概况地盘子水电站是位于青海省祁连县扎马什乡的一座引水式电站，库区河道内鱼类资源丰富，并分布有青海省省级保护鱼类祁连裸鲤。根据规划，地盘子水电站下游拟建黄藏寺水利枢纽，考虑到该水利枢纽的建成
水利水运工程学报 2019年4期2019-09-16
- 齿墩间距对二级齿墩式消能工消能效率的影响
局部阻力系数和消能率增大，过流能力减弱;当齿墩间距超过6.7D时，两齿墩间互不影响，消能率和过流能力基本上不再变化。关键词：二级齿墩;齿墩间距：脉动压强;过流能力;消能率中图分类号：TV134.2文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000- 1379.2019. 04.024突扩突缩式消能工主要以孔板和洞塞两种消能方式为代表，它们的消能原理是通过改变管道内部水流的过流面积使水体的能量产生损耗。目前国内关于它们的研究很多。刘善均等[1]对洞
人民黄河 2019年4期2019-09-10
- 双层悬栅消能率影响因素排序及布置形式研究
比布置单层悬栅消能率更高［1］，但双层悬栅的布置参数较单层悬栅多，消能率影响因素增多。双层悬栅的栅条数、栅距、层距是影响消力池消能效果的主要布置参数。由于影响因素多，参数设置有多种组合方案，从而增大了试验量，增加了试验难度，且悬栅因子对于消能率影响呈非正态、非线性分布［2］，因此对于这种多因素、多水平的模型试验采用常规的线性回归方法很难建立其数值模型［3-5］。投影寻踪回归技术（PPR）经过多年的实践与升级［6-10］被证明模拟效果较好，接近客观规律。黄浩
人民黄河 2019年8期2019-08-24
- 新疆某水利枢纽工程泄洪闸水工模型试验研究
。但是泄洪闸的消能率普遍不高，尤其是小流量时消能率尚未达到20%。图2 正常工况下泄洪闸闸门全开水流流态图3 小流量工况下泄洪闸闸门全开水流流态2）设计工况和校核工况下，水流流态均比较相似，见图4～图7。下泄水流在消力池形成远驱水跃，底部射流间歇地往上窜，漩滚较不稳定，消能不充分，设计工况消能率为36%，校核工况消能率为33%。图4 设计工况下泄洪闸、溢流堰整体流态图5 设计工况下泄洪闸下游流态图6 校核工况下泄洪闸、溢流堰整体流态图7 校核工况下泄洪闸下
陕西水利 2019年5期2019-06-26
- 吉林省时家店水库溢洪道台阶式消能的应用
同泄量情况下的消能率，测定台阶式消能台阶处的压强分布，观测分析台阶处是否会发生气蚀。1.2 试验内容1.2.1 原试验工况(1)试验工况一(校核流量148.56m3/s)试验测得上游水位396.73m，下游水位392.51m。设计理论计算值为上游水位396.82m，下游水位392.50m。试验测得上游水位与理论计算水位低0.09m，因此满足泄流要求。流量系数m=0.485。消能率见表1。试验测得阶梯处压强值见表2。(2)试验工况二(设计流量62.72m3/
水利规划与设计 2018年9期2018-10-15
- 交错有坎台阶式溢洪道消能特性的数值分析
态工况2.2 消能率消能率能够直观反映溢洪道的消能效果。计算时可通过能量守恒方程，求得上下游断面的消能效率。消能率η可用下式计算：(9)图4 不同工况消能率从图4可以看出，交错有坎式台阶式溢洪道消能率要大于同水头其他体型的溢洪道，相较于光滑台阶式，在0.50 m水头上消能率提高了7%，在1.50 m水头上消能率提高了36.60%，在3.50 m水头上消能率提高了31.5%。在大流量下，交错有坎台阶式消能率要优于光滑台阶式与其他体型的有坎台阶式溢洪道。2.3
江西水利科技 2018年2期2018-04-24
- 二级齿墩过流能力及消能特性分析
一种可行性强、消能率高与体型简单的消能方式。本文介绍了流量系数与消能率计算公式的推算过程，并根据二级齿墩试验装置进行过流能力与消能特性分析，分别以流量系数和消能率作为指标，研究了不同齿墩间距和不同齿墩旋转角对过流能力以及消能特性的影响，为类似工程建设提供了参考依据。1 过流能力与消能特性相关理论1.1 流量系数流量系数μc可以反映有压管道中过流能力的大小[6]。依据能量方程进行推算，首先确定起始断面与结束断面，然后以管道中心线为基准面，则X号断面与2号断面
水利技术监督 2018年2期2018-03-29
- 底流式消能水力特性及其影响因素分析
创下基础提高了消能率，得到了较好的效果；李杰[4]等结合工程实例，对水流下的水利特性和消能规律进行了系统研究，对出口水流的消能设计进行了改进，并对其消能理论进行了更加严谨的介绍。本文通过选取尾槛折坡位置、尾槛坡度以及流量三个因素，设计了正交试验，并对每个因素各自选取三个水平，探究了消力池的水流特性，并对不同尾槛折坡位置、流量变化以及尾槛坡度不同流量下消力池内流速和水深的变化规律进行了系统性的研究，为今后的施工建设提供了数据支持。1 试验分析方法研究分析流量
水利技术监督 2018年2期2018-03-29
- 非对称消力池水力特性的试验研究
池内水流特性和消能率等影响的相关研究甚少。以石梁子水库的消力池为对象，采用水工模型试验对比研究对称和非对称消力池的水流特性和消能率。研究结果表明：非对称布置的消力池内，水流在单侧边界附近形成剧烈的回旋，单侧边墙的流速明显大于另一侧，易被冲击破坏，尾坎处也有明显二次跌流现象；对称体型的两侧边墙附近具有对称小涡旋，强度和范围较小，靠近边墙的流速较小，尾坎水流与下游衔接平顺，其水流特性优于非对称体型，且两种体型下的消能率相当。非对称；消力池；水力特性；消能率；物
水利建设与管理 2017年10期2017-11-08
- 台阶式溢洪道纯台阶消能率分析
台阶；溢洪道；消能率；影响因素前言：台阶式溢洪道主要是指将常规溢洪道的光滑的溢洪面改为一系列的台阶进而使得水流形态变化，提高消能率的一种方式[2]。与常规型的光滑溢洪道相比，台阶式溢洪道具有施工方便、效能率高等优势，尤其是中小单宽流量下消能优势更加明显，适用于我国多数水利工程中。台阶式溢洪道的消能率一致是国内外水利工程研究的重点，各国研究者对其研究颇多且取得了一定的成绩，值得一提的是，各国学者所研究的成果中均不可避免的采用了消能率这一概念，由此可见，效能率
水能经济 2017年8期2017-10-19
- 竖井旋流内消能技术在辽宁恒仁水电站的应用
掺气，从而增加消能率和减小冲蚀，需要在水平旋流段前设通气孔。通气孔上端进气口位于堰闸顶部，与大气相通。按照水工模型试验数据计算，通气孔设计通气量为470m3/s，依照规定孔内风速不大于60m/s，通气孔面积应为8.60m2，断面直径3.40m［5］。通气孔与竖井分别布置，开挖孔径4.50m，混凝土衬砌0.6 0m，孔壁采用锚杆注浆加固。3.5 旋流消能段旋流消能段由原导流洞改造而成，原为12m× 15m矩形断面，现改造为直径10.50m的圆形断面［6］。该
中国水能及电气化 2016年12期2017-01-21
- 鞍子河水库溢洪道消能设施布置模型试验研究
波，有助于增加消能率。2）溢洪道纵剖面方案比选拟定3种溢洪道纵剖面方案，通过比较各方案消能率以确定溢洪道最终纵剖面方案，3种方案示意图见图1。3种方案均将溢洪道布置为阶梯消能结构，设置8级台阶：方案1中1～8级台阶均未设置中墩及尾坎；方案2中6—8级台阶出口设置尾坎；方案3中6—8级台阶不仅在出口设置尾坎，并且在台阶中间设置了中墩。第8级台阶出口与原有河道相连接，其水力要素值直接与原有河道的冲淤情况相关，因此对拟定的3个方案第8级台阶出口处的水深、流速及消
东北水利水电 2016年4期2016-09-30
- 台阶式溢洪道纯台阶消能率变化规律研究
式溢洪道纯台阶消能率变化规律研究董冰霜（辽宁省凌源市水务局，辽宁朝阳122500）台阶溢洪道在水利工程泄洪消能中得到了广泛应用，其与光滑溢洪道相比具有较高的消能率。消能率是研究台阶式溢洪道消能特性的重要参数，但其与流动参数间的关系十分复杂，总消能率并不能反映出各台阶的消能效果。采用模型试验与数值计算相结合的方法，分析了纯台阶单宽流量、台阶高度、坡度对消能率的影响。研究表明：纯台阶消能率与流量、坡度间存在较好的线性关系，这2个参数可用于研究纯台阶消能特性。台
水利技术监督 2016年3期2016-08-08
- 不同入流角度对浅水垫消力池水力特性的影响研究
本呈正态分布；消能率随入流角度增加而增加,但超过一定角度,增幅逐渐减小。关键词：浅水垫消力池；入流角度；大涡模拟；流场；压力；消能率1问题的提出浅水垫消力池是在常规消力池的基础上加上一浅水垫,在池内底部形成的水垫可以成为“柔性底板”,对陡坡段水股施予柔性反作用力,“吸收”水股部分冲击力,达到“以柔克刚”的目的。苏沛兰,褥勇伸等[1-3]结合具体的水电工程,采用物理模型试验和k-ε紊流数学模型,初步研究了浅水垫消力池的水力特性,对该新型消力池有了一定的认识。
水力发电 2016年4期2016-08-05
- 台阶式溢洪道消能率影响因素分析
台阶式溢洪道消能率影响因素分析秦广莉（新疆塔里木河流域阿克苏管理局，新疆阿克苏843000）摘要：台阶式溢洪道利用台阶改变水流方向，导致水流动能耗散，对提高溢洪道消能效果具有重要意义。与光滑溢洪道相比，台阶式溢洪道的消能率更高，因此在水利工程中得到广泛应用。台阶式溢洪道消能效果主要用消能率衡量，与光滑溢洪道比，台阶式溢洪道的水力参数更加复杂。采用室内试验与理论分析耦合方法，分析了台阶式溢洪道台阶高度、流量、坡度对消能率的影响。研究表明：其它参数相同时，台
水利规划与设计 2016年2期2016-04-06
- 齿墩数量对齿墩式内消能工消能率影响试验
齿墩式内消能工消能率影响试验张 泽，田 淳，张 婷 （太原理工大学水利科学与工程学院，山西太原 030024）摘要：针对洞塞式消能工对消能体型的过流能力有较大影响的缺点，为尽可能减小其影响，进行了齿墩式内消能工物理模型试验，设计了面积收缩比为0. 375条件下不同齿墩数量的3种方案来试验分析齿墩式内消能工过流能力、局部水头损失系数、消能效果、脉动压强特性及脉动流速特性。试验结果表明：齿墩数量对齿墩式内消能工的消能效果起着一定的作用，在试验范围内，随着齿墩数
水利水电科技进展 2016年1期2016-03-31
- 台阶式溢洪道相对消能率与相对佛汝德数关系研究
讨，提出了相对消能率的概念。佛汝德数和断面流速、水深密切相关，是反映台阶式溢洪道水力特性的重要指标。R.M.Boes等［13－14］为清楚地反映台阶式溢洪道水力特性提出了3种不同的佛汝德数，但并未对佛汝德数和消能之间的关系做进一步研究。本文将台阶式溢洪道佛汝德数与对应光滑溢洪道佛汝德数比较，提出了相对佛汝德数概念，并研究相对佛汝德数与相对消能率之间的关系。2 试验简介为探讨相对佛汝德数和相对消能率之间的关系，对某一台阶溢洪道进行试验，试验体型见图1。模型比
长江科学院院报 2015年9期2015-12-04
- 影响阶梯-深潭结构消能率的主要因素分析
阶梯-深潭结构消能率的主要因素分析胡骏峰1，漆力健2，黄华东3，黄诗渊1（1.重庆交通大学 河海学院，重庆 400074；2.四川农业大学 水利与建筑工程系，四川 雅安 625014；3.重庆交通大学 土木建筑学院，重庆 400074）阶梯-深潭系统是山区河流广泛分布的重要河床结构，探究其形态和尺寸的规律对于认识山区河流稳定性及河床演变具有重要意义. 以探究影响阶梯-深潭结构消能率的因素为目的，通过选取野外发育良好的阶梯-深潭典型跌落式和滑落式结构，实测阶
五邑大学学报（自然科学版） 2015年2期2015-10-20
- 台阶式溢洪道纯台阶消能率变化规律研究
式溢洪道纯台阶消能率变化规律研究董冰霜(辽宁省凌源市水务局，辽宁 朝阳122500)【摘要】台阶式溢洪道在水利工程泄洪消能中得到了广泛应用，其与光滑溢洪道相比具有较高的消能率。消能率是研究台阶式溢洪道消能特性的重要参数，但其与流动参数间的关系十分复杂，总消能率并不能反映出各台阶的消能效果。本文采用模型试验与数值计算相结合的方法，分析了纯台阶单宽流量、台阶高度、坡度对消能率的影响。研究表明：纯台阶消能率与流量、坡度间存在较好的线性关系，这两个参数可用于研究纯
中国水能及电气化 2015年12期2015-03-07
- 竖井旋流泄洪洞消力井深度对竖井消能率影响的数值模拟研究
态、流速和竖井消能率有较大影响，但在工程中关于消力井合理应用深度的参考资料和经验较少。目前竖井旋流泄洪洞的研究方法主要有水工模型试验和水力学数值模拟计算。由于竖井内水流流态复杂，特别是涡室及竖井内的水力特性仍不是很清楚，常规的测量方法很难对涡室及竖井内的有关参数进行测量［10］。水力学数值模拟计算有成本低、计算时间短、无测量仪器干扰、无比尺效应和数据信息完整等优点。相关研究表明［10－12］，数值模拟计算结果与模型试验成果基本相符。综上所述，采用数值模拟计
水利与建筑工程学报 2014年5期2014-12-21
- 钢筋石笼与混凝土消力池消能率对比试验研究
与混凝土消力池消能率对比试验研究田振华，张术彬，韩 雷(黑龙江省水利科学研究院，哈尔滨 150080)通过水工模型试验，研究了平原河道低佛氏数下，钢筋石笼与混凝土两种消力池结构的消能效果。试验对比分析了两种结构下的水跃长度及形态、消能率等水力参数。试验结果表明：对于低弗氏数平原河道水流而言，上下游水位差对水跃长度与形态影响显著。上下游水位差较大时，混凝土比钢筋石笼护坦更容易产生远驱水跃，上下游水位差较小时，两种结构均产生明显的波状水跃；钢筋石笼的消能效果优
黑龙江水利科技 2014年11期2014-09-05
- 台阶式溢洪道滑行水流消能特性研究
：台阶溢洪道的消能率超过光滑溢洪道75%以上[1]。希腊的 Christodoulou[2]通过模型试验和无量纲分析表明，影响消能率的主要参数是溢洪道上的临界水深yc与台阶高度h之比yc/h和阶梯的个数。H.Chanson等[3]的试验研究表明，台阶式溢洪道的能量损失随坝坡面长度增大而增大。D.Yildiz等[4]的研究表明：当坡角小于50.3°时，能量的消散随台阶高度的增大而增大；但当坡角达到60°时，台阶高度对消能率几乎没有影响。田嘉宁等[5]认为消能
长江科学院院报 2014年6期2014-08-16
- 阶梯-深潭系统消能研究综述
流场的测量研究消能率的变化特性及影响因素[15-17]。尽管阶梯-深潭系统的成因、形态与稳定性已有较多成果,但由于非恒定三维水流结构的复杂性和水流跌落深潭后的掺气问题,很难进行流场计算,阶梯-深潭系统的消能问题研究比较滞后,相关实测数据和理论分析成果罕见。本文通过对阶梯-深潭系统的野外观测和文献调研,探讨水工结构中的台阶式溢洪道与阶梯-深潭系统消能方式的相似性和可比性,可为阶梯深潭系统消能研究提供参考。同时,对阶梯-深潭系统水流能量耗散机理进行分析,以明确
水利水电科技进展 2014年3期2014-03-22
- 淹没水跃Fr数对消能率影响数值模拟研究
观特性,特别是消能率的分析还不够深入,本文选择合适的紊流模型和数值模拟方法用于3组不同进口Fr数水跃的流态分析,并就水跃的消能率的数值计算方法进行研究。2 数值模型的建立2.1 数值模拟条件因试验是在一水平底等宽矩形水槽内完成,几何边界相对简单,可忽略侧边界对水跃的影响,因此只对其进行二维立面数值模拟,试验装置见图1,计算参数见图2,数值模拟条件见表1。图1 文献[1]试验装置图图2 淹没水跃计算参数示意图表1 水跃数值模拟条件表表中:y1为进口水深(m)
浙江水利科技 2013年1期2013-08-14
- 基于FLUENT的急流槽消能池消能率分析
提供参考。1 消能率消能率是用来衡量消能设施的消能效果的参数，其大小代表的是流出消能设施的水体的总能量与进入消能设施的流体的总能量的比值的大小。某消能设施的消能率η的值越大，代表该消能设施的消能效果越明显。消能率η的计算公式如下：式中：Z1——上游相对于下游的高度，m；h1、h2——上、下游水深，m；v1、v2——上游进口和下游出口的流速，m／s；α1和α2——上下游的流速系数，均取1。2 急流槽消能设施及消能率影响因素分析2.1 急流槽消能设施常用的急流
交通运输研究 2013年11期2013-06-11
- 台阶消能在大田河水电站前池溢洪道中的应用
同时因泄槽实际消能率小于设计消能率，使得消力池入口水流流速较大，消力池深度不满足要求。图2 流速计算通用图3 泄槽及消力池水力复核计算计算过程:1)计算非台阶泄槽第一段及第二段末端能量。2)根据原设计计算复核第一段泄槽的相对消能率。3)根据计算出的非台阶泄槽末端能量EC，参考相关论文资料，综合考虑对大地泄槽消能率进行调整后计算泄槽末端能量ECT。4)将第二段末端能量转化为相应水头H，用以计算消力池所需水垫深度。非台阶泄槽水面线计算过程为将台阶及非台阶泄槽末
黑龙江水利科技 2012年10期2012-11-15
- T形墩消力池消能率的计算及优化设计试验
能工，其体积小消能率却较高，可以缩短消力池长度，同时兼顾设计洪水和校核洪水下底流消能的基本要求，从而达到消能的目的，使水流与下游退水渠有较好的衔接状态。为此，在原设计方案的基础上加设T形墩。前期试验发现，加设T形墩后，池长为50 m即可达到消能效果，故在T形墩优化试验时选取50 m，52.5 m，55 m 3种池长进行对比试验。同时，还发现在较大流量时，水流受到T形墩的直接阻挡会出现水位飙升的现象。流量增至一定值时，T形墩前墩位置处水流跃动很高，甚至可以溅
水利水电科技进展 2012年6期2012-09-06
- 库什塔依水电站溢洪洞陡槽台阶式消能试验研究
阶面水流特性及消能率进行测验、对消力池进行体形优化、评价下游出口河道防冲效果；对存在的问题，通过模型试验，提出安全可靠、经济合理的方案供设计参考，以达到改进和优化设计、节省投资的目的。模型制作根据枢纽平面布置图进行。模型范围包括：上游库区地形范围纵向200 m（模型5 700 mm），横向225 m （模型6 428.5 mm）。下游河道地形纵向332 m （模型9 486.5 mm）， 宽度175 m （模型5 000 mm）。其中下游河道动床范围纵向长
水力发电 2012年4期2012-07-26
- 南津渡水库消能防冲设施改进加固措施试验研究
采用常规消能工消能率较低，消能问题突出［4－6］。近年来我国在水电及航运建设中结合特有的复杂的自然条件，对低水头泄水建筑物的消能问题进行了专门的研究，取得了一定的研究成果。对于低水头、大流量、低佛罗德数的枢纽，采用的消能方式有:采用辅助消能工增加消能效果，如在消力池内设置消力墩或消力坎消能;改变常规消能工的出口条件，通过水流扩散、收缩或碰撞增加消能效果;在采用常规消能方式消能前通过水流收缩和扩散提前消除一部分能量，如采用宽尾墩等，也有不少工程采用综合辅助消
湖南交通科技 2012年1期2012-06-30
- 水闸消能效果分析研究
4.5 h时，消能率一般为20%～40%。由于消能工的消能率较低，大量的能量被水流携带到下游，下游水流紊动剧烈，在洪水期泄流时，闸下水流对下游河床及两岸的冲刷常有发生，甚至危及建筑物的安全。因此，对闸后水流如何有效地消除水流能量进行分析研究显得非常重要。本文通过合理确定消力池的设计工况、增加辅助消能工、建复式消力池的方法进行分析研究。一、水跃消能的基本原理由紊流力学可知，在紊流动能平衡方程式中通过量阶比较可以得到紊动能量耗散项的关系：式中，εr为紊动能量的
中国水利 2010年8期2010-10-25
- 台阶坝面消能水气两相流数值模拟
场、水面线以及消能率等相关水力参数。数值模拟试验结果表明，台阶溢流坝面水流紊动掺气充分，消能率较高，并与物理模型试验结果进行对比分析，二者吻合良好。台阶消能；水气两相流；VOF法；数值模拟台阶溢流坝很早就应用于工程，随着碾压混凝土筑坝技术的应用与发展，台阶溢流坝的运用与研究已越来越多地受到广大工程技术人员和学者的关注。国外学者在20世纪80年代以来对台阶溢流坝作了一些研究，而我国学者在90年代以后才对此进行研究。目前，用数学模型对表孔进行数值模拟的研究成果
长江科学院院报 2009年7期2009-01-02