台阶式溢洪道消能特性的研究

结合斯木塔斯水电站台阶式溢洪道水力学模型试验结果,引入了相对消能率和单宽消能功率,总结了台阶高度、单宽流量与消能率、相对消能率和单宽消能功率的变化规律,重点研究相对消能率的变化规律。研究表明,流量增加时台阶溢洪道的相对消能率和单宽消能功率逐渐增大,表明台阶所起到的消能功效增强了。     

冲击墩、台阶与消能塘联合消能的试验研究

对泄水建筑物消能工形式的选择是水能资源开发中的重要环节。某水利工程输水洞下游消能塘采用冲击墩、台阶与消能塘联合消能的方式进行消能设计,为研究三种消能工的消能效果,通过模型试验对其消能工的消能率进行对比分析,共进行两种工况的消能方案计算,分别为冲击墩与消能塘联合消能、冲击墩与台阶及消能塘三者联合消能。计算结果表明,三者联合消能方式可以有效消除输水洞水流入塘时的能量从而减轻水流对下游河床及岸边的冲刷,达到保护工程安全的目的。更多还原     

台阶式溢洪道的水力特性

台阶式溢洪道是水利工程中常见的新型泄洪消能方式之一,相比于其他消能方式有较高的消能率、能很好地降低溢洪道末端流速,工程造价低、不易发生空蚀等诸多优点。文章概述了台阶式消能工机理及其主要研究方法,归纳了学者对台阶式消能已有的研究结果,并从溢洪道表面台阶设置、水力特性参数、台阶自身形态与消能特性关系3个方面总结了消能率的影响因素,进一步讨论了"M"和"V"2种新型的台阶溢洪道消能特性,通过改变台阶形态增强了消能效果,较大程度地缩减了溢洪道的长度,降低了对下游消能设施的要求。     

水闸消能效果分析研究

水闸消能一般采用底流式(水跃)消能,但它往往又是在低水头情况下泄流,佛汝德数低,水闸消能效果较差。为了提高水闸的消能率,采取了有效的工程措施,即在普通消力池的基础上增加了辅助消能工以及修建复式消力池等工程措施。通过分析研究可知,水闸的消能效果有了明显的提高,尤其是复式消力池消能率较高,能起到良好的消能效果。     

高水头泄水建筑物泄洪消能设计思路探讨

探讨了高水头泄水建筑物集中消能和分散消能两种消能方式的特点,通过工程实例,重点介绍了分散消能方式。本文认为,分散消能方式可减轻消力池或下游水垫塘的消能负担;在流道内设台阶消能工能有效降低流速,减小水流冲刷破坏作用,台阶产生紊动均匀流,水深、流速不变,理论上可应用于水头200m3、00m量级以上的溢洪道设计。设法在流道内提高消能率,可收到事半功倍的效果。     

湖南省芦江水库溢流坝台阶和戽流组合消能设计

为了研究芦江水库工程溢流坝采用台阶+消力戽组合消能的可行性，结合工程特点，经综合分析大坝溢流面台阶+戽流组合消能和台阶+消力池组合消能2个方案，最终选择消能效果好、投资省的台阶+戽流组合消能方案。介绍了溢流坝面消能台阶步高和步长及消力戽尺寸拟定的方法、溢流坝面经过台阶水流流态、消能率及戽流消能等的水力学计算和水工整体模型试验。结果表明：计算和试验结果较为吻合，该工程溢流坝采用台阶+戽流组合消能是合理可行的。     

新疆某水电站溢洪道台阶段水工模型试验研究

通过建立溢洪道物理模型,在台阶坡度恒定条件下,试验采用0.65、1.0和1.3 m三种台阶高度,研究不同水位下的消能效率、掺气状况及水流流态,研究表明:同一台阶消能率与单宽流量成反比,单宽流量越大,消能效果越差;对不同台阶高度,台阶高度越高,消能率也越大。增加掺气坎,可使水流充分掺气,水流流态良好,可保证台阶面安全可靠运行。     

涡流竖井消能初步研究

通过模型试验，提出了竖井涡流消能工的消能率、泄流能力、流量系数等指标。论述了在高落差情况下以消能率计算消能效果容易产生的误解。以及以流速值来判断同一泄水建筑物的不同消能工的消能效果的直观性。提出了针对四川山区特点应进一步研究的方向     

阶梯溢流坝与二级消力池联合消能体型研究

阶梯溢流坝以其较高的消能率被广泛用于工程中,但对其深入的研究尚少。通过数值模拟计算结合模型试验的方法,研究溢流坝的过渡台阶组合以及两级消力池入池体型对于溢流坝流速、流态、消能率等水力特性的影响表明:过渡台阶组合与消力池入池体型对整体消能率影响较小,阶梯溢流坝入流端采用小尺寸逐渐过渡到均匀尺寸台阶的组合能有效调整入池流态,消力池入池端采用斜坡代替台阶调整入池下跌水流角度,可减少对于消力池底板的冲刷,证明采用入池斜坡的阶梯溢流坝与二级消力池联合消能具有良好的消能效果。     

陡槽溢洪道外凸式阶梯消能试验研究

溢洪道陡槽段设置阶梯跌坎辅助消能工之后,可大大增加陡槽段泄流的消能率。该文根据坡度i=1∶2~1∶6溢洪道陡槽段设置的外凸型阶梯消能工的水力模型试验资料的总结,对陡槽段不同体型的阶梯跌坎的运行流态、消能率等水力参数进行研究,分析了影响阶梯陡槽段水流消能率的主要因素,并对陡槽溢洪道阶梯体型的布置方法进行探讨,研究成果可供工程设计和运行参考。     

低佛氏数底流消能辅助消能工模型试验分析

低佛氏数底流消能的消能效率低,消力池工程量大,往往需要设置辅助消能工.结合某电站消能防冲段模型试验,对3种形式辅助消能工的水流流态、消能率、经济效益进行了分析,结果表明:在消力池末端布置T形消能墩,可发挥其增加小尺度旋涡、增强局部紊动、混掺水流的功能,提高消能率,而且可使消力池尺寸大大缩小,经济效益十分显著,是一种较理想的适用于低佛氏数泄水建筑物的辅助消能工形式.     

跌坎型底流消能流态转捩及控制研究

跌坎型底流消能工是一种建立在常规底流消能工基础上的新型消能工。通过理论分析得出,跌坎型底流消能工消能率随着跌坎高度与上下游水深的变化而发生变化,且不同入池Fr下,满足消能率所需坎高与水深不同。结合某大型水电工程进行验证,针对上游相对水位120.0~140.0 m、下游相对水位40.0~50.0 m,跌坎型消力池内水流流态特征进行分析。研究结果表明,跌坎型消力池内水位波动最大值发生在跌坎下游50~100 m范围内;随着跌坎型消力池跌坎高度的变化,消力池内水流可呈现出三种不同流态特征;当跌坎断面采用收缩体型后,跌坎高度可得到提升,有效地保障消力池内水流流态稳定和消能效率,改善消力池内临底水力学指标。     

电厂冷却排水系统压力消能工水流特性及消能效果的试验研究

利用大亚湾水域水体作为冷却水源的核电厂,其排水系统采用传统的水跃消能形式,受水质影响,产生大量的泡沫和盐雾,不利于当地环境。从岭澳电厂冷却排水系统的工程实际出发,在满足虹吸井最低水位要求的前提下,提出了压力主流道和明流相结合的过流方式。压力主流道设置一种新型压力消能工进行消能,有效地消除了盐雾和泡沫。通过模型试验,分析了在相同流量和下游水位情况下压力消能工形式和尺寸对过流能力、压力分布和消能率的影响,对结构布置进行了优化;针对压力消能工的优化方案,在不同流量和下游水位组合工况下,进行了水力特性的试验研究。研究结果表明,这种压力消能方式在防止泡沫产生的同时消能率可达到65%左右,是一种有效的新型消能型式。研究成果对类似工程有较高的参考价值。     

一种适合低水头的拱洞型消能工的数值研究

采用VOF(volume of fluid)方法,模拟了低水头建筑物的泄水过程,通过慈溪龙山排涝出海闸工程实例对模型精确性进行校核,在此基础上提出一种新型拱洞型消能工,并与普遍采用的SAF(saint antony falls)型和原模型消能工的消能效果进行对比,结果表明,拱洞型消能工能进一步降低下泄水流的流速及水流深度,提高消能率,更有利于低水头建筑物的消能防冲。本文提出的拱洞型消能工,为低水头泄水建筑在选择消能防冲设施时提供了更多的选择。     

缓坡度陡槽溢洪道阶梯消能研究与应用

作为一种新型的辅助消能工，阶梯式消能工得到较多的研究和应用，但以往的研究与应用主要集中于坡度较陡的溢洪道。本文在总结广东省多项水利工程阶梯式溢洪道试验研究的基础上，进行了4种坡度比阶梯溢洪道的模型试验研究，对缓坡度陡槽溢洪道应用阶梯式溢洪道的水力特性进行了研究探讨。给出了阶梯跌坎高度、阶梯跌坎间距等阶梯体形参数对消能效果及流动形态的影响规律，并对缓坡度陡槽溢洪道应用阶梯式溢洪道设计方法进行了探讨，可供类似工程参考。     

齿墩数量对齿墩式内消能工消能率影响试验

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,随着齿墩数量的增加,过流能力增强,局部水头损失系数减小,消能率降低;紊动强度在距齿墩段进口1.5D(D为管道内径)处达到最大,7D后趋于平稳;脉动压强在距齿墩段进口1.3D~1.6D达到最大,然后急剧衰减,在距进口5.6D处趋于平稳。     

FLOWS THROUGH ENERGY DISSIPATERS WITH SUDDEN REDUCTION AND SUDDEN ENLARGEMENT FORMS

The energy dissipation of flood discharges has been one of important problems that affect directly the safety of hydropower projects. The energy dissipater with sudden reduction and sudden enlargement forms, used widely in large-scale projects, has been a kind of effective structure for energy dissipation. The concept of critical thickness was defined, which is related to both the geometric parameters and the hydraulic parameters of the energy dissipater, and the factors affecting the critical thickness, were analzsed by means of dimensional analysis. The empirical expression about the critical thickness was obtained and could be used as the criterion to distinguish the flows through the energy dissipater, i.e., the plug flow and the orifice plate flow. The error analysis showed that the critical thickness calculated by the expression has the errors of smaller than 10% in the estimation of the flows for the energy dissipater mentioned above.     

T型墩消力池优化设计试验研究

本文结合新疆肯斯瓦特水利枢纽溢洪道模型进行试验,提出调整T形墩间距,布设差动尾坎辅助消能工对消力池进行优化。通过试验得出当T型墩阻塞率为45%,采用差动尾坎辅助消能工时,消能效果良好,能较好地满足消力池消能防冲要求。     

Hydraulics of a multiple slit-type energy dissipater简

With the constructions of high dam projects in China, the energy dissipation downstream of a dam becomes a serious concern. In this study, a multiple slit-type energy dissipater, with different reduction size slits in the outlet, is developed on the basis of conventional slit-type energy dissipaters, aiming to enhance the energy dissipation through the turbulence and the friction between the different layers of the jet flow and the air entrainment due to the increased surface of the flow to the air. The hydraulic characteristics of the energy dissipater are experimentally investigated by means of three sets of physical models in nine cases, to characterize the geometric parameters with suitable performance. The main concerns are the flow regime, the jet flow trajectory, the energy dissipation, the cavitation characteristics, and the flow choking. The results indicate that the dissipater enjoys a high energy dissipation ratio with suitable hydraulic performance comparing with the conventional slit-type energy dissipaters.