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时间:2019-01-09
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1、跌坎型底流消能工冲击区时均动水压强分布与抗冲磨强度确定 摘要:在跌坎型底流消能工消力池内水流流态分区的基础上,根据自由紊动射流理论,得出不同入射角度下冲击区时均动水压强半经验公式。利用冲击区底板时均动水压强分布图,在角度和流量不变的工况下,跌坎的变化对底板时均动水压强的影响,以及角度跌坎不变的工况下,流量的变化对底板时均动水压强的影响,显示出冲击区最易遭受冲磨与破坏的区域。以某水库工程为例,由实测数据推求经验公式相关参数,验证经验公式的可行性,进一步结合临底流速求出消力池底板混凝土抗冲磨强度分布图,对底板分区,为合理确定消力池底板混凝土强度等级提供参考。 关键词:
2、时均动水压强;跌坎型底流消能工;抗冲磨强度;水力学试验 中图分类号:TV653文献标志码:A文章编号:1672-1683(2015)06-1118-06 Abstract:Onthebasisofcreatingwaterflowregimepartitionsintheimpactzoneofbottom-flowdissipationwithstep-downfloorandthetheoryoffreeturbulentjetflow,anempiricalformulaoftime-averageddynamicwaterpressureintheimpa
3、ctzonewasobtainedunderdifferentincidentangles.Thedistributiondiagramofdynamicwaterpressureintheimpactzonewasanalyzedusingmatlab.The7effectsofstep-downflooronthedynamicwaterpressureunderthesameincidentangleandflowrate,andtheeffectsofincidentflowrateonthedynamicwaterpressureunderthesamein
4、cidentangleandstep-downfloorwereinvestigated,andthemostvulnerableareatodamageandabrasionintheimpactzonewasdetermined.Areservoirprojectwasselectedasthecasestudy.Therelevantparametersoftheempiricalformulawerededucedbasedonthemeasureddatatoverifythefeasibilityoftheempiricalformula.Withthek
5、nowledgeofthebottomvelocity,theabrasionresistancestrengthofconcretefloorintheimpactzoneofbottom-flowdissipationwasobtained.Theresearchcanprovidereferenceforthestrengthclassificationofconcretefloorofbottom-flowdissipation. Keywords:time-averageddynamicwaterpressure;bottom-flowdissipatio
6、nwithstep-downfloor;abrasionresistancestrength;hydraulictest 跌坎型底流消能工建立在常规底流消能工基础上,在消力池进口处将消力池底板向下开挖形成跌坎,构成跌坎型消力池。跌坎的存在使水流以淹没射流形式进入消力池水体,在主流上下形成漩涡和强剪切紊动进行消能,水流沿程有一定扩散,降低水力学指标。在高水头大流量条件下,在泄水建筑物泄流的混凝土表面上的破坏形式主要有空蚀、冲磨和水力冲刷。在一定条件下冲磨破坏又会诱发空蚀破坏,因此抗冲磨研究具有非常重要的意义。7 本文通过水力学模型试验研究了15°、30°和45°入射
7、角度下不同跌坎深度、不同水头冲击区时均动水压强分布规律,分析时均动水压强分布图。通过对数据的处理和曲线拟合,得出以入射角度为控制变量的经验公式参数曲线。由某水库工程实测数据,对经验公式进行验证及评价,分析该工程消力池底板时均动水压强分布及混凝土抗冲磨强度分布,对底板分区后,给出底板材料选择方案。 1试验条件 试验装置采用有机玻璃制作而成。试验段尺寸为1.2m×0.2m(长×宽),试验中跌坎深度取0.06m、0.08m、0.10m,入射角度取45°,试验流量为0.006315m3/s,0.008027m3/s,0.01032m3/s。 通过对跌坎
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