水跃
- 自由出流的拦河水闸消力池计算探讨
采用消力池尾坎使水跃稳定进行了研究，提出了使水跃稳定的相对坎高T/h1与跃前断面佛氏数Fr1的计算式［2］，该式的计算过程略显复杂。文献［3，4］通过大量的水力模型试验研究，提出了自由出流消力池末端尾坎高度T、水平段池长L的初步计算方法（见图1）。图1 自由出流消力池体型和水力参数示意图Fig.1 Diagram of shape and hydraulic parameters of stilling basin with free discharge本
中国农村水利水电 2023年11期2023-11-27
- 防洪坝潜跃条件下地埋式消力池水力设计
于地下消力池中的水跃研究可分为3大类:仅在水槽宽度突然增大时的水跃;仅在河床处突然下降;以及突然膨胀和突然下降的组合。而对突扩突降水跃的研究大多是通过调节尾水位进行的,但与实际情况相差甚远;在目前的研究中,没有对尾水进行控制,水跃是由端槛强制的,与实际情况类似。但仍解决受限复杂结构内的强制水跃问题[3-5]。本研究通过实验研究了消力池中强制水跃的水力特性,并尝试在不同的水力和几何条件下对其可能的流动模式进行分类。利用实验结果,提出了一种基于消力池下游水流要
黑龙江水利科技 2023年9期2023-09-25
- 基于等效收缩断面的渐扩折坡消力池特性研究
成淹没程度不大的水跃，淹没度一般取1.05～1.10较为适宜。当尾水深度不能满足要求时，一般采用降低护坦高程、护坦末端设消力池或者既降低护坦高程又修建消力坎形成综合式消力池等方式，有时还可以在护坦上增设消力墩等辅助消能工[7]。为了提高消力池的消能效果，国内外的学者对底流消能工不断进行改进和创新，以更适应工程实际需要，如跌坎底流消能工[8]、突扩式消力池[9-10]、宽尾墩联合消能工[11]、趾墩悬栅联合消能工[12]等形式。但对于发生在压力管道弧形闸门下
水力发电 2023年3期2023-04-10
- 延长反滤在水闸消力池前端的应用分析
板扬压力[2]、水跃引起的脉动压力[3]。低水头水闸消力池前端底板隆起的原因主要是泄水时消力池前端产生的水跃使得消力池底板前后水的压重产生不平衡力矩，且前端没有布设排水孔，当扬压力和脉动压力的合力矩超过消力池底板的抗倾覆力矩，使得底板上抬隆起[4]。茹建辉[5]指出，《水闸设计规范》条文说明第4.3.8条的不当在于只强调了靠前布置排水孔可能存在较大的渗透比降，会使得反滤层遭受破坏从而引起结构破坏。但是忽视了排水孔自身承担减少基础底面上的扬压力，增大工程稳定
广东水利水电 2022年11期2022-12-07
- 山区宽窄相间河段输水能力变化规律
宽的展宽段易发生水跃现象。Valiani和Caleffi[6]采用线性角动量守恒理论，得到了线性渐变水槽水跃空间结构的解析解。Gandhi[7]基于突扩型水槽水流运动试验，分析了不同窄宽比的水跃尺度特征。王淑英[8]、Wang[9]、王文娥[10]等以水槽试验为基础，研究了宽窄相间河道横向流速、紊动特性及断面环流分布。高永胜等[11]采用数值模拟方法，分析了河宽变化下的行洪过程及其河床演变特征。闫旭峰等[12]基于2维浅水方程模拟研究了宽窄相间河道因推移质
工程科学与技术 2022年6期2022-11-28
- 何家沟水库除险加固工程消能墩体型和位置优化研究
计算结果3.2 水跃高度水跃高度也是评价消能结构消能效果的重要指标，研究中利用构建的有限元计算模型，对不同墩型、不同下泻流量条件下的水跃高度进行计算，结果如表2所示。由表中的计算结果可以看出，在下泻流量较小的情况下，三种墩型的水跃高度比较接近，随着下泻流量的增大，T型墩的水跃高度明显偏小，而顶角60°墩的水跃高度最大。这说明，T型墩可以产生相对较好的消能效果。表2 不同墩型水跃高度计算结果3.3 能量损失系数利用有限元模型对不同墩型方案的综合能量损失系数进
吉林水利 2022年2期2022-06-22
- 那吉航运枢纽大坝消力池损毁成因和抢修方案分析
：消力池;海漫;水跃;闸门开启中图分类号：U617.9+10 引言那吉水电站为低水头径流式电站，溢流坝坝基为E2n2-3泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩夹粉砂质泥岩、泥岩的弱风化岩层，抗冲刷性较差。本文从河床下切水位下降、地形地质条件、超标洪水等方面分析了那吉航运枢纽拦河坝消力池被淘空、海漫损毁的原因，提出了修复设计方案，以期为其他类似工程提供有益的借鉴。1 概述那吉航运枢纽位于广西右江百色市境内，是百色水库的反调节水库，是以航运为主、结合发电、兼顾其他效益的水
西部交通科技 2022年3期2022-06-06
- 渐扩式消力池体型优化研究
对于水工建筑物，水跃消能是最早也是最完善的消能方式，它通过急流向缓流过渡时发生的水跃产生的表面漩滚和强烈的紊动消除余能，具有消能效果好，无雾化等优点，适用于中低水头，在国内外的水利工程得到了广泛运用。随着消能技术的蓬勃发展，消力池的形式也日益多样化。对于低弗劳德数水跃，一般采用多级消力池［1］。谭高文［2］等通过数值分析结合物理模型试验对二级消力池体型参数及其敏感性进行了分析。向家坝在设计中采用了跌坎消力池，实现了底流消能在高水头、大单宽流量的运用［3］。
中国农村水利水电 2022年5期2022-05-24
- 某水库溢洪道消力池消能墩墩型和位置优化研究
过水流量[4]。水跃高度和水深的测量利用钢板尺，由于水跃的存在，水流紊动十分剧烈，造成水面的浮动量相对较大，因此在测量过程中需要在测点部位停留30s，取水面的最高值和最低值确定水面的浮动范围，并取水面在钢板尺停留2/3时间部位的数值作为该部位的水深试验数据[5]。在流速测量过程中，直接将毕托管、测针插入水中的测点，使测针顶端的小孔正对水流方向，连接测针上部两根测压管的水头差值即为所测数据，然后可以计算出测点部位的流速[6]。在测量过程中，每个测点测定的时间
水利技术监督 2022年2期2022-03-09
- 非中心入射流旋转圆盘水跃现象的实验与模拟
会迅速增加，形成水跃[2]。水跃会影响旋转圆盘表面上的液膜分布，进而影响到圆盘表面传热、传质和反应过程，因此水跃引起研究人员的广泛关注。Rayleigh[3]首先提出了无黏流体在静止固体表面上的水跃模型。此后，Watson[4]研究了入射流在静止表面上的层流和湍流流动，阐明了液体黏度对水跃半径的影响。Bush等[5]在Watson的基础上研究了表面张力对入射流水跃现象的影响，提出的理论模型与实验结果具有更好的一致性。当固体表面开始旋转后，研究工作大部分集中
化工进展 2021年11期2021-11-30
- NAM PAW 水电站消力池优化试验研究
表孔下游消力池内水跃跃首位于0+37.0 m～0+42.0 m 断面范围，为不稳定的临界水跃，水跃跃首断面水深1.96～2.16 m，流速为25.98～26.89 m/s。②泄洪兼冲砂底孔水跃跃首位于折坡上0+41.5 m 断面处，属于较为稳定的淹没水跃，跃首断面水深为2.45 m，流速为27.55 m/s。③溢流表孔下游消力池内，由于发生水跃，故而在坝面末端至0+75.0 m 断面范围内表面均产生回流。泄洪兼冲砂底孔自跃首至0+87.5 m 断面表面形成
湖南水利水电 2021年4期2021-09-02
- 基于MathCAD在挖深式消力池设计计算标准化中的应用研究*
过某些措施来控制水跃在消力池中的位置，并利用水跃产生的表面漩滚和强烈的紊动来达到消能目的。1.2 底流挖深式消能工计算步骤众所周知，当水流通过泄水建筑物下泄时要经过c-c收缩断面后发生水跃，以水跃的形式与下游水流衔接。若水跃发生在收缩断面前后的位置不同，则发生不同的水跃衔接形式，而水跃衔接形式决定了是否需要采取消能措施。所以底流式衔接消能工的水力计算第一步需要计算收缩水深hc；第二步由收缩水深hc计算共轭水深，并根据与下游水深ht的关系辨别水跃衔接方式，再
科技创新与应用 2021年22期2021-08-23
- 反坡正弦波形底板上F 型水跃水力特性的试验研究
641000)水跃消能作为一种传统消能方式在水利工程中得到了广泛应用。到目前为止水跃大致可以分为A、B、C、D、E 和F 型，在反坡上形成的水跃称为F 型水跃。Khader 等[1]认为反坡坡度大于−0.025 时，F 型水跃几乎不可控。McCorquodale 等[2]利用闸门进行尾水控制，研究了反坡坡度为−0.10、−0.167 和−0.20 的F 型水跃，并提出了共轭水深比、漩滚长度和能量损失的经验关系式。Abrishami 等[3]认为在弗劳德数
水利水运工程学报 2021年3期2021-07-05
- 低水头水闸下游流态及消力池长度计算分析
闸下游的流态(如水跃形态、波状流等)和消力池长度计算结果等。本文在分析低水头水闸闸门局部开启和闸门全开运行下游流态的基础上，并综合以往的有关研究成果，对水闸下游消力池长度的计算方法进行分析，供工程设计和运行参考。2 水闸下游消力池长度计算公式根据文献[5-6]，水闸下游消力池体形和水力参数示意见图1。图1 水闸下游消力池体形和水力参数示意闸下游收缩断面水深h1：(1)闸下游跃后(共轭)水深h2：(2)水跃长度Lj:Lj=6.9(h2-h1)(3)消力池长度
广东水利水电 2021年4期2021-04-27
- 跌水建筑物水力计算及分析
用池中形成的强迫水跃来充分消耗下泄水流所挟带的能量，使得水流平顺进入下游渠道，减轻对下游渠道的冲刷破坏。目前跌水消力池计算方法有经验公式和水跃方程公式2种，本文对2种计算公式进行比较分析。(1) 经验公式《水力计算手册》(第二版)[6]消力池计算经验公式：(4)hc=0.54D0.425P(5)(6)(7)(8)(2) 水跃方程公式现行GB 50288-2018《灌溉与排水工程设计标准》[7]及SL 482-2011《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》[8]规
西北水电 2021年1期2021-04-09
- 平底突扩三元水跃流场的数值模拟
能会产生经典二元水跃，但在多数情况下，为部分闸门对称开启，闸后水流在突扩处开始向两侧扩散，水流会互相混掺碰撞，形成一种水面波动大，水面线难以确定的复杂三元突扩水跃。闸后水流在经过突扩断面时流速减小，会对上游水流的下泄产生一定的阻碍和顶托作用，从而使得水面线壅高，当上下游水深达到共轭水深关系时，就会产生水跃现象，水利工程上常利用水跃进行消能，即底流消能。国内外对棱柱体渠道内的二元水跃和渐扩式渠道内的三元水跃已做了大量研究，罗永钦[12]结合物理模型试验和三维
黑龙江大学工程学报 2020年3期2020-11-06
- 导流墙对弯形河道中闸室水流条件变化的影响研究
后形成典型的三元水跃[2]。由于闸门孔的启闭过程持续进行，伴随着闸门启闭，宣泄水流量会持续增加或减少，由此造成闸门宣泄水流流态更为复杂[3]。流态复杂水流内部水颗粒呈现杂乱无章的运动流态，此时，闸后渠道极易在闸门启闭过程中受到严重的冲刷，导致渠道受到侵蚀，进而出现渗漏量加剧、渠道利用率降低等水资源问题，降低水工建筑物的使用年限[4]。消力池作为降低水流能量、削弱水流对渠道冲刷的重要水工建筑物被广泛地应用在各种泄水建筑物下游[5]。我国现行规范和水闸专著一般
海河水利 2020年4期2020-07-24
- 某水闸结构导流墙对水流状态的影响研究
在海漫上存在二次水跃。设置导流墙之后，在开启单孔时，导流墙下游的水流依然存在受挤压的现象，水跃位置向下游移动，消力池中水流的流速较大；在三孔开启的情况下，导流墙可以显著减小单宽流量，两侧水流受到的挤压作用较小，水跃的宽度明显增大。分析表2，并结合图2可以发现，开启单孔时，在导流墙范围内，两侧静水区并没有对水流造成挤压影响。在导流墙下游，下泄水流依然受到两侧静水区的挤压，跃后水深并没有因为设置导流墙而显著减小。随着导流墙长度增大，水跃的位置逐渐向下游移动，消
水利科学与寒区工程 2020年2期2020-06-04
- 改进的突然对称扩散水跃方程
本途径是一致的。水跃的研究长期受到学者的关注[1-8]。最简单的情况是水平渠底等宽二元渠道中的水跃。Belanger于1928年忽略能量损失应用能量方程建立水跃方程，没有成功，10年后，他改用动量方程给出了二元渠道中的水跃共轭水深比的显式解。最近几十年，由于工程建设的需要和技术手段的进步，对水跃的研究有了较大的发展。由于消力池的几何形状取决于地形的条件，经常被布置为扩散式。从而引起了学者对扩散水跃的研究。扩散水跃可分为水平渠底渐扩明渠段中的水跃[9-13]
水利与建筑工程学报 2020年1期2020-03-30
- 低水头水闸下游消力池长度优化研究
)对闸下游流态和水跃长度影响较大，若不正确区分水闸下游的流态，则计算得出的消力池池长明显不合理，会增加工程投资和造成浪费。本文结合广东省鉴江高岭拦河水闸重建工程下游消力池水力模型试验研究成果[11]，在水闸闸门全开泄流(即闸门全开敞泄，下同)的下游出流流态判别的基础上，提出了低水头水闸下游消力池合理长度的计算和选取方法。2 消力池长度计算和分析常规水闸下游消力池长度计算公式为公式(1)～(4)[1，12]，相应的消力池体型和水力参数见图1。图1 水闸下游消
水资源与水工程学报 2019年4期2019-09-23
- 新集水电站泄洪消能防冲刷优化研究
me图4 原方案水跃示意图Fig.4 Schematic diagram of the original scheme water jump2.2 消能率研究考虑到闸后形成了不完整水跃，海漫收缩断面处水跃能量的耗散不充分，因此主要计算一次水跃跃首(断面1-1)及海漫后斜坡(断面2-2，桩号0+120 m)处相应水力要素，以方便研究消力池内水跃的消能效率。如图4所示，其中以消力池底板(高程60.5 m)为基准面，计算各工况跃前断面能量及水流佛氏数，根据整体模
中国农村水利水电 2019年8期2019-08-31
- 突然扩散水跃方程的改进与比较
不同的消能形式。水跃消能作为传统的消能形式被广泛采用[4-8]。水跃分为棱柱体明渠的水跃和空间水跃，水平渠底渐扩明渠段中的水跃[8-13]和水平渠底突然扩大明渠段的水跃(以下简称“突然扩散水跃”)[14-17]是适合扩散河槽的2种不同的空间水跃。由于空间水跃流动复杂[18-21]，空间水跃引起了相关研究者予以关注。而水平渠底突然扩散水跃的研究较少。关于水平渠底突然扩散水跃水力设计中的重要参数共轭水深比的计算，一类是依赖于试验资料建立的经验公式，这类公式由于
长江科学院院报 2019年8期2019-08-21
- 基于低佛汝德数分析法的水闸底流消能防冲措施分析
即产生低佛汝德数水跃现象，水闸底流消能不充分；当4.5＜Fr≤9 时，即发生充分水跃，水闸底流消能充分；当Fr＞9 时即产生强水跃，此时水流处于不稳定状态，产生较大的波浪。而在水跃段中水流速度较快，水流相互摩擦释放出较大的能量，将会对河床、周边建筑物等产生较大的冲刷力，因此务必要强化对消能措施的设计，真正确保水跃现象在消力池中充分发生，使水流摩擦所产生的大部分能量在水跃段得到充分释放，余下能量也会被防冲设施、护坦继续耗散，从而良好地规避对河床、河岸造成过度
陕西水利 2019年3期2019-04-23
- 突扩式消力池R型水跃的长度特征分析
)1818年研究水跃现象以来，距今约有200年的历史。水跃共轭水深关系作为水跃控制的重要参数，备受各家学者关注。但表征水跃特性的另一重要参数——水跃长度，却由于水流的复杂性，其研究成果远没有共轭水深研究的深入与透彻。现阶段水跃长度的研究成果多为各家学者提出的经验或半经验公式，关于水跃长度的理论研究还相对较少。Rajaratnm[1]和Hughes[2]先后将水跃分为水跃旋滚长度Lr和水跃长度Lj，其中水跃旋滚长度是指水跃跃首断面到水跃表面旋滚末端断面之间的
陕西水利 2019年2期2019-04-09
- 突然扩散水跃方程的显式解
不同的消能方式。水跃或者底流消能作为基本的消能方式之一，已在工程中广泛应用。关于水跃消能的研究也已获得很大进展[1-6]。水平渠底等宽矩形断面渠道中的水跃是水跃的最简单形式，它具有共轭水深比的显式解。但是，限于地形条件，消能段经常布置成扩散式水跃消能，因此，需研究水平渠底渐扩明渠段中的水跃[7-12]及水平突然扩散段(简称水平突扩段)的水跃[7,13-19]。水平突扩水跃的共轭水深是底流消能工水力设计的重要参数。本文将研究突扩水跃共轭水深方程及其水力特性。
水利水运工程学报 2018年5期2018-11-08
- 导流墙对闸后三元水流特性的影响
规范仍推荐按二元水跃问题计算和设计消能设施[1]，河北吴桥，山东辛集、庆云等不少水闸工程均因这种二元设计三元运行受到冲刷破坏[2-3]。究其原因是由于多孔水闸少数孔开启时主流出闸后经两侧静水挤压产生水跃，随后在消力池后发生扩散继而在海漫上形成二次水跃，冲刷河床[4-5]。对于这种多孔水闸少数孔开启引起的三元突扩水跃及二次水跃问题，在闸后消力池内设置导流墙来改善主流被挤压而形成的恶劣流态是有效的改进措施[6-8]，可适应多孔水闸分区运用的方式，提高消能率,在
水利水运工程学报 2018年4期2018-09-12
- 平底矩形断面渐扩散水跃跃后水深的计算
渐扩式消力池中的水跃称为渐扩散水跃.张志恒[1]试验研究了平底矩形断面渠道渐扩式消力池的水力特性，研究发现，在相同流量下渐扩式消力池跃后水深较一般矩形二元水跃小4%～14%.W. H. HAGER[2]的研究也表明，在相同来流情况下，渐扩式消力池衔接上游水流所需的下游尾水水深较一般矩形消力池小.陈椿庭等[3]的研究发现，当渐扩式水跃跃后断面宽度与跃前断面宽度比b2/b1=2时，所需的下游水深较一般矩形消力池可减小1/10.可见，渐扩式消力池的布置既是工程实
浙江水利水电学院学报 2018年4期2018-08-20
- 突扩式消力池T型水跃的流速分布与边界层发展
0048)突扩式水跃是指下泄急流突然扩散到下游较宽渠道，在下游渠道中过渡为缓流的一种三元空间水跃.根据下游渠道尾水水深的不同，可将突扩式水跃分为R型水跃、S型水跃和T型水跃[1].当下游渠道尾水水深较浅，水跃跃前断面位于扩散后的下游渠道中，此时水跃称为R型水跃.当下游水深较大，跃前断面位于上游较窄渠道而跃后断面位于下游较宽渠道，此时称为T型水跃.当跃前断面位于突然扩散断面附近，此时发生的水跃称为S型水跃.文献[1]通过模型试验，研究了S型淹没水跃水跃区沿程
浙江水利水电学院学报 2018年3期2018-07-17
- 矩形明渠粗糙壁面消力池的水力计算
亚群1 粗糙壁面水跃的研究现状矩形明渠粗糙壁面消力池是指人为的在消力池的底板上加设粗糙块，例如砾石、横条、方块、波形床面等不同形式的粗糙面。2002 年以来，Ead 和 Rajaratnam[1][2]、Abbaspour等[3]、我国的陈香菊[4]、张志昌[5][6][7]等对波状床面的水跃特性进行过研究。1984年，Hughes[8]对密排砾石粗糙壁面消力池的水跃特性进行了试验研究。2007年，Francesco Giuseppe Carollo[9]
陕西水利 2018年3期2018-06-13
- 半椭圆断面渠道的水跃方程及其解法
的常见断面形式的水跃方程，其相应的求解方法也多种多样，常见的有公式拟合法、试算法、迭代法、图解法等。与U形断面渠道在国内干旱半干旱区的大规模推广不同，预制混凝土半椭圆形渠道由于造价低、土地利用率低、便于运行维护，在国外大型农田灌溉网络中得到了推广应用[16]。水跃共轭水深作为为渠道水力设计的重要参数，目前并未有关于半椭圆断面水跃方程及其解法的文献，亟需推求其水跃方程并找到快速有效的解法。半椭圆断面水跃方程的共轭水深，不仅对跃前水深范围有要求，跃前水深须大于
中国农村水利水电 2018年5期2018-05-30
- 渐扩式消力池水跃长度的分析与计算
渐扩式消力池中的水跃称渐扩式水跃.张志恒[1]通过研究陡坡扩散消力池的水工模型试验发现，渐扩式消力池跃后水深较同一流量下一般矩形二元水跃跃后水深小4%～14%.陈椿庭[2]研究表明，当渐扩式水跃跃后断面宽度与跃前断面宽度比b1/b1=2时，所需的下游水深可减小1/10.可见，渐扩式消力池较一般矩形消力池具有更好的消能效果.渐扩式水跃的研究主要包括水跃跃后水深与水跃长度.现阶段很多学者提出了渐扩式水跃跃后水深的计算方法[1,3-6]，渐扩式水跃跃后水深的研究
浙江水利水电学院学报 2018年2期2018-05-09
- 水闸底流消能防冲关键技术研究
闸水流在池内产生水跃，以消除水流的动能，保护河床、河岸免受冲刷。其后的海漫进一步消除水流剩余的动能，调整水流的流速分布。海漫末端常设防冲槽，以防海漫下游河床冲刷而影响海漫的安全。水闸底流式消能的效率与闸孔出流处的佛汝德数Fr密切相关，Fr愈大，消能效率愈高；Fr愈小，则消能效率愈低。(1)国外学者从20世纪50年代开始对低佛汝德数水跃的消能进行研究，寻求合适的消能方式来解决低佛氏数消能的不足。美国垦务局推荐了USBR-Ⅳ型和USBR-Ⅲ型消力池，前者由趾墩
中国农村水利水电 2018年3期2018-04-13
- 转盘表面黏性薄液膜稳态流动特性数值模拟
布的影响，导出了水跃和同步区半径模型并通过实验验证。结果表明：等效Froude数不会对薄膜厚度分布产生明显影响；量纲1和浇注尺寸r是水跃发生与否的决定条件，增大或缩小r有助于水跃出现，水跃半径稳定于=0.85；平均径向速度呈典型三分区特征，缩小浇注尺寸r将引起浇注区范围加大而加速区范围显著缩小，导致薄膜无明显加速现象而直接进入同步区，但同步区半径维持在=1.53。研究结果为转盘反应器以及离心粒化器等的设计与优化提供了可借鉴的理论与应用基础。流体力学；模型；
化工学报 2017年6期2017-06-05
- Excel在判断水工建筑物下游水跃衔接形式中的应用
断水工建筑物下游水跃衔接形式中的应用马 琳 杜万军 赵 英一、引言水力计算当中，溢流坝下游水跃衔接形式的判断，是一项比较繁琐且重复的工作，要求计算者通过试算法求解相关水力要素，然后判断下游水跃衔接形式，计算步骤较多，计算量也略大。Microsoft Excel软件能很好地解决试算法中计算繁琐这一问题，笔者结合自身在水力计算教学当中的实际情况，将Excel应用到判断溢流坝下游水跃衔接形式这一问题中，节省了工作量和工作时间。二、Excel计算矩形断面溢流坝下游
治淮 2017年5期2017-06-01
- 突扩式水跃跃长的计算公式推导与验证
0002)突扩式水跃跃长的计算公式推导与验证傅铭焕，卢志男，惠祥明，郑 艳，孙培学(浙江省水利水电勘测设计院，杭州 310002)水跃长度为突扩式消力池设计的重要参数，对消力池安全稳定以及经济合理的影响效果显著。通过建立水跃区水体质点的运动方程，研究突扩式消力池水跃跃长的变化规律。提出了突扩式水跃跃长的半理论公式，并用已有文献的实测数据对其进行验证。研究表明：突扩式消力池水跃长度是跃前断面弗劳德数、跃前断面平均水深、水跃共轭水深比和消力池突扩比的函数，并随
长江科学院院报 2017年4期2017-04-11
- 折坡扩散型消力池的水跃特性试验研究
坡扩散型消力池的水跃特性试验研究梁 砚，周 赤，段文刚(长江科学院 水力学研究所，武汉 430010)折坡扩散型消力池在中小型水利工程中经常采用，消能效果良好，能较好地适应地形变化。但由于其边界条件的复杂性，对其水跃特性的研究较少。通过水工模型试验，对不同工况下折坡扩散型消力池的水跃流态、跃长、跃后水深等水跃特征进行了研究。分析对比了在相同来流条件下，平底等宽型、折坡等宽型、折坡扩散型消力池的跃后共轭水深。结果表明，相同来流条件下，相较于等宽型消力池，折坡
长江科学院院报 2017年3期2017-03-11
- 基于有限元法的闸后折坡水跃数值研究
限元法的闸后折坡水跃数值研究贾洪涛(凌源市鑫盛水利建筑工程有限公司，辽宁 朝阳 122500)水闸是水利工程中重要的基础设施，对水资源调度起着重要作用。一批建设于上世纪80年代的水闸频繁出现险情，多数事故是闸后消能结构不合理导致的。以大凌河流域十二官水闸消力池斜坡连接段为研究对象，利用有限元法对闸后折坡进行数值研究，得出了不同水位时的水跃参数。并分析消力池长度、斜坡连接段坡度对水跃的影响。研究结果可作为同等水闸消力池设计参考。水闸;消力池;有限元法;水跃D
水利规划与设计 2016年8期2017-01-11
- 密排加糙床面消力池自由水跃跃长计算
糙床面消力池自由水跃跃长计算傅铭焕1,2，张志昌2(1.浙江省水利水电勘测设计院，浙江杭州 310002； 2.西安理工大学，陕西西安 710048)水跃长度作为消力池设计的重要参数，对消力池安全稳定以及经济合理的影响效果显著。通过建立水跃区水体质点的运动方程，研究密排加糙床面消力池水跃旋滚长度和水跃长度的变化规律，提出了水跃旋滚长度和水跃长度计算的理论方法，并根据已有文献的试验数据对所推公式涉及的物理参数进行率定。计算研究结果表明，密排加糙床面消力池水跃
水利水运工程学报 2016年6期2017-01-03
- 大坳拦河闸闸后消力池连接段预警曲线的建立和应用
明,常规上不考虑水跃因素是偏于危险的,考虑水跃是非常必要的。并在实际工程安全管理中得到应用,可为类似工程安全管理提供参考。扬压力；水跃；预警曲线；拦河闸坝；渗流1 工程概况大坳拦河闸是广州市流溪河灌区的渠首枢纽工程,始建于1958年8月,工程以灌溉为主,兼顾发电和供水,设计灌溉从化区、花都区和白云区2.76万hm2农田,有效灌溉面积2.035万hm2。工程枢纽由拦河闸,左、右干渠进水闸以及闸坝后电站组成,是广州市重要水利工程。大坳拦河闸最大过闸流量为2 2
广东水利水电 2016年1期2016-12-26
- 水闸挖深式消力池消能设计研究
。底流消能是利用水跃的原理，靠水跃产生的表面旋滚与底部主流间的强烈紊动、剪切和掺混作用消除余能。消力池的消能设计主要是确定消力池的池深及池长。随着过闸流量的不同，产生的水跃及上下游的衔接形式也不尽相同，因此，在进行消力池设计的时候，将过闸流量分成几种工况来分别计算是有必要的。1 计算方法挖深式消力池示意图见图1。计算公式参考《水闸设计规范》附录B及《水力计算手册》。图1 挖深式消力池1.1 消力池池深d的计算如图1，建消力池前，收缩断面的位置在c1-c1处
东北水利水电 2015年3期2015-11-11
- 六圆弧蛋形断面共轭水深计算方法的研究
渠六圆弧蛋形断面水跃共轭水深的计算方法，为该断面的设计提供支持。【方法】 通过分块计算六圆弧蛋形断面不同水深时的面积、分块形心位置和总形心位置，并以此为依据分析相对面积、相对形心位置与相对水深的关系，根据动量方程研究并建立水跃共轭水深的计算方法。【结果】 给出了不同水深时六圆弧蛋形断面形心和面积的计算公式以及水跃共轭水深的试算方法；拟合了相对断面形心和相对面积与相对水深的关系，给出了水跃共轭水深的简化迭代计算公式，并验证了公式的收敛性。与采用理论公式的试算
西北农林科技大学学报（自然科学版） 2015年1期2015-02-21
- 贵州水城县木果乡七股水水电站挡水与泄洪建筑物设计
定的工程措施控制水跃位置，通过水跃发生的漩滚和强烈的紊动来消除余能。底流式消能的水力计算，首先分析建筑物下游的水流衔接形式，亦即判定水跃发生的位置；然后确定必要的工程措施。建筑物下游水跃的位置决定于通过建筑物下泄水流的特性和下游河道中水深和流速的大小。当通过流量一定时，下游河道中的水深和流速是已知的。通过建筑物下泄的水流，以建筑物下游的收缩断面作为分析水流衔接形式的控制断面。3.2.2.1 下游收缩断面水深的计算溢流坝收缩断面水深hc计算公式如下：3.2.
河南水利与南水北调 2014年16期2014-12-08
- 钢筋石笼与混凝土消力池消能率对比试验研究
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于混凝土。水跃；钢筋石笼；混凝土；低佛氏数；消能率0 引 言对于低水头的平原河流而言，一般水利枢纽工程都采用闸坝相结合的布置方式。由于水闸泄流的特点多为水头差不大，但尾水变化幅度大，闸门开启调度过程
黑龙江水利科技 2014年11期2014-09-05
- 考虑壁面阻力水跃共轭水深的计算方法
10048)1 水跃共轭水深的研究现状水跃是水流从急流过渡到缓流时水面突然跃起的一种局部水流现象。水跃计算主要解决3个问题：水跃的能量损失、水跃长度和共轭水深。能量损失可以通过能量方程来确定，水跃长度目前主要依据试验建立的经验公式计算，水跃的共轭水深可以通过动量方程求得。矩形明渠的水跃如图1所示，水跃前1-1断面和跃后2-2断面的动量方程可得[1](1)图1 水跃示意图设η=h2/h1为水跃的共轭水深比，代入式(1)求解得(2)1938年，Belanger
长江科学院院报 2014年7期2014-08-17
- 底流消能综合式消力池挖深深度计算探讨
定的工程措施控制水跃位置,通过水跃发生的表面旋滚和强烈紊动来消除余能.底流消能综合式消力池适当降低护坦的高程,同时又修建不太高的消能坎,是一种造价经济的消力池.文章应用不同计算方法计算了综合式消力池的挖深深度和消能坎高度.将结果对比分析发现:采用能量方程的计算方法得出的消力池深度比较合适,而采用由动量方程得出的计算方法所得结果偏小33.5%.最后从原理上分析了由动量方程得出的计算方法计算结果偏小的原因,建议消力池挖深深度的计算采用能量方程得出的方法.消力池
渭南师范学院学报 2014年3期2014-05-17
- 矩形平底明渠水跃长度公式的分析与应用
710048)水跃长度是消力池长度设计的重要依据，自1818年贝登对水跃现象开展研究以来，水跃长度一直是该领域研究的热点问题之一。1957年，Bradley等[1]对矩形断面的水跃长度进行了研究，试验的水槽宽度为0.305～1.500 m，跃前断面弗劳德数为1.70～19.55，这是目前水槽宽度和弗劳德数范围最大的研究成果，但该研究是以图和表的形式给出的。1964年，陈椿庭[2]分析了12个人的研究成果，根据Bradley等[1]的试验资料，给出了2个水
西北农林科技大学学报（自然科学版） 2014年11期2014-03-27
- 台阶式溢流坝消力池水跃特性
因此，消力池中的水跃特性亦会发生改变。关于这一问题，文献[7]和文献[8]曾经对淹没水流条件下，光面溢流面和台阶溢流面进行了比较研究，结果表明，在台阶式溢流面中，当溢流面与水平面的夹角θ另外，Yildiz D[9]曾对θ=30°、θ=51.3°和θ=60°三种坡度的台阶式和光面两种溢洪道水跃也做了对比试验，结果显示，小流量时水跃长度减少了约50%左右。台阶式溢流坝与平底消力池直接连接，使其水跃特性发生了改变。虽然前人对此做过一些研究，得出了部分结论，但系统
西安理工大学学报 2014年3期2014-03-27
- 标准Ⅱ型马蹄形断面水跃共轭水深的简化计算
深的计算方法。对水跃水力特性的研究已有一百多年的历史，但主要是针对矩形断面[10]。对于马蹄型断面水跃的研究，文献[11]给出了平底马蹄形断面(一般马蹄形断面底部为弓形，平底是特殊形式)的水跃计算方法，该方法给出了压力项的积分结果，但未给出被积函数的表达形式，文献[11]还给出了马蹄形输水管道共轭水深的计算曲线以供查用，但查图法精度较低。文献[12]研究了标准Ⅰ型马蹄形断面水跃的共轭水深，但在计算中仍采用试算法，计算比较麻烦。马蹄形断面成洞比较容易，抗压能
西安理工大学学报 2014年4期2014-03-27
- 梯形断面明渠水跃共轭水深新的迭代方法
梯形断面明渠的水跃共轭水深方程水跃是水流从急流过渡到缓流时水面突然跃起的一种水面衔接形式，通过写跃前和跃后断面的动量方程，可以得到水跃共轭水深的一般计算公式为[1]：Q2/gA1+A1hc1=Q2/gA2+A2hc2(1)式中，Q为流量、g为重力加速度,A1、A2分别表示水跃前和后断面的面积,hc1、hc2分别表示水跃前和后断面形心距水面的距离。对于梯形断面有：A=(b0+mh)h(2)(3)式中，m为梯形断面的边坡系数,h为梯形断面的水深,b0为梯形断
西安理工大学学报 2014年1期2014-03-26
- 梯形明渠水跃共轭水深的精确解
）1 梯形断面的水跃共轭水深的研究现状梯形断面是重要的明渠断面形式之一。在梯形明渠的消力池水力计算中，需要计算水跃的共轭水深。但由于梯形明渠断面形式比较复杂，水跃共轭水深的计算公式为高次方程，求解比较困难，所以在以往的计算中，常采用图解法和试算法[1-2]，图解法计算精度低、试算法计算工作量大。近年来许多学者采用迭代算法[3-8]，迭代计算的优点是比试算法简单、比图解法精度高，缺点是计算精度和收敛速度与迭代公式的形式有关，选取初值比较困难。赵延风[7]比较
电网与清洁能源 2013年11期2013-10-23
- 低坝闸门调度分析计算
大多数采用消力池水跃消能，在消能工体型确定条件下，闸门调度是否恰当是确保工程安全运行最重要手段之一。随着自动化控制在水利工程中的应用以及采用复杂的闸门调度程序，给闸门调度工作提出了更高的要求。在消能工定型条件下，通过闸门调度的优化，可实现满足水跃流态的要求；可优化下游的衔接流态；可最大限度地避免或减轻下游河床的冲刷破坏。相反，如不遵循设计提供的闸门调度方式，往往会给工程带来严重的后果。笔者了解的类似工程有：湘江干流浯溪水电站就因为弧型门没有安装好，无法按预
湖南水利水电 2013年3期2013-08-15
- 淹没水跃Fr数对消能率影响数值模拟研究
问题的提出淹没水跃常见于平原地区的水利工程中的消能设施中,本文选取文献[1]的3组淹没水跃进行研究,试验装置见图1。该试验的实测数据采用激光多普勒量测技术(LDA)进行采集,实测成果已多次被数值模拟方法验证[2-4],但发表的相关文献对水跃的内部水流结构和宏观特性,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
浙江水利科技 2013年1期2013-08-14
- 梯形明渠共轭水深计算方法
于复杂。梯形明渠水跃共轭水深的计算在水工消能设计中具有重要的意义。本文通过对水跃方程进行数学变换，应用迭代理论及一元二、三次方程提出了梯形明渠共轭水深的直接计算公式。该公式使用方便简捷，且精度完全符合工程计算要求，从而克服了查图表法精度低、试算法盲目性大且繁琐等缺点。2 梯形明渠共轭水深的基本方程共轭水深是指:跃前水深h1和跃后水深h2。水流由急流过渡到缓流，会产生一种水面突然跃起的特殊的局部水力现象，称为水跃。如图1所示。图1 水跃Fig.1 Hydra
长江科学院院报 2012年11期2012-11-13
- 布仑口水电站消力池尾坎位置模型试验
力池中会形成远驱水跃,不能满足工程要求。设计工况的流态见图2。图1 消力池尾坎位置体型(单位:高程m,其余cm)图2 尾坎未上移时设计工况形成的远驱水跃远驱水跃是常见的水力学现象[1-8],常用的处理措施较多,主要有:①消力墩。设置消力池消力墩可以提高消能率,稳定消力池流态,一般用在弗劳德数较小、流速较低的情况,不适合本工程情况。②降低底板高程。这是一种有效的措施,缺点是增加工程量。③提高消力池前的扩散程度。这实际上是减小第一共轭水深,加宽消力池宽度,降低
水利水电科技进展 2012年1期2012-09-06
- 明渠中跌水的水力计算
度，由射流长度与水跃长度两者组成，即L=L1+L2。消力池的水力计算，首先假定跌水墙高度(水的落差)P和池深d值，计算予以修正。(1)按自由射流公式式中:φ为流速系数，约0.95～1.0;h0为考虑水头损失在内的上游水头，同式(1)。(2)水跃长度L2的经验公式式中:α为水跃高度，α=h2-h1;h1为短形断面消力池内水流收缩断面的水深，关系式为式中:h2为水跃后的共轭水深，计算式为式中:α为损失系数。(3)消力池的深度d式中:h3为消力池出口部分的下游水
黑龙江交通科技 2012年3期2012-07-13
- 浅析水闸设计中影响消力池设计尺寸的关键因素
深度和长度取决于水跃发生的形式和位置,而水跃的跃后水深和下游尾水位的相对关系决定水跃的形式,是影响消力池尺寸计算的关键因素。但在实际计算中,人们容易忽略水跃形式的判断,仅利用公式计算导致计算结果不准确。把握好这一关键因素,可以避免一些计算过程中的误区,对消力池的设计计算十分重要。消力池;水跃;跃后水深;下游尾水位水闸消力池的设计主要内容是确定消力池的池深和池长。通常设计规范中给出的计算公式,是针对一个给定的流量和下游水位,而在水闸的运行过程中,过闸流量和下
河北水利电力学院学报 2012年2期2012-04-19
- 潜水完整井抽水时水跃值研究
力学中，称之为“水跃”。水跃现象其实是在抽水过程中，由多种因素造成的一系列附加阻力综合作用的结果。它包括:因局部水流途径加大所产生的局部阻力、因迅速抽水产生异相界面所形成的毛细阻力、由水流状态变化(层流变紊流)所造成的局部阻力、以及由供排水方式与滤水管情况不同而产生的局部阻力等，这是问题的实质。而水跃现象，只不过是这些阻力的外部表现而已。这是一种在开采和疏干地下水(特别是大降深)时，经常出现的现象，因而对供排水工程不无影响。为此，研究其形成规律，必将对解决
地下水 2011年5期2011-03-19
- 枕头坝江沟排水洞消力池优化模型试验研究
，池内产生不完整水跃,水流剧烈紊动,漩滚不明显。主流集中于左股并冲出尾坎,尾坎处水面涌高。坎后水流呈底流式分布,左侧流速达13 m/s，中间流速达11 m/s，右侧流速5 m/s，横断面流速分布悬殊很大，坎后发生斜向的二次水跃。本试验说明,挑流加消力池联合消能有一定效果,但消力池内流态较差；受地形的限制，消力池内消能不充分，在消力池后形成了斜向二级水跃，如果不对消力池进行有效的优化，将对下游河道造成了严重的冲刷，其下游流态流速如图2；为改善流态,提高消能效
东北水利水电 2010年11期2010-08-08
- 泄水建筑物消能设计
置与状态分为底流水跃消能、挑流消能、戽斗或跌坎面流消能等几类。2 水跃消能水流由急流过渡到缓流，会产生一种水面突然跃起的特殊的局部水力现象，称为水跃。水跃的运动要素变化得很剧烈。上图绘出了水跃段中和跃后一些断面上的流速分布图。从图中可以看出，流速急剧变化和水跃段中最大流速靠近底部的情况。在水跃表面旋滚与主流的交界面附近旋涡强烈，从而导致该处水流的激烈紊动、混掺，使得紊流的附加切应力远较一般渐变紊流的为大。很大的紊流附加切应力使跃前断面水流的大部分动能在水跃
黑龙江水利科技 2010年3期2010-03-22