面积收缩比对齿墩式内消能工水力特性影响的研究

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1、太原理工大硕士研究生学位论文面积收缩比对齿墩式内消能工水力特性影响的研究摘要本文结合山西省自然科学基金《齿墩式内消能工水力特性试验研究》，在前期研究的基础上，对试验方案进行调整与优化，进行了五种不同面积收缩比（0.375、0.44、0.5、0.56和0.625）齿墩式消能工和同样面积收缩比洞塞消能工的物理模型试验。使用高精度压力传感器与DOP3010流速仪对不同流量下十个试验方案的压力与流速进行了测量。本文对五种齿墩式消能工的过流能力、消能率、压强特性和流速特性进行了分析，同时对比了两种消能工的过流能力、消能率和脉动压强

2、沿程变化，得出了以下结论：1.面积收缩比对齿墩式消能工的过流能力决定性的影响，随着面积收缩比的增加，过流能力增强，面积收缩比从0.375增大到0.625，流量系数从0.4增大到0.95。2.随着面积收缩比的增加，水头损失系数减小，面积收缩比从0.375增大到0.625，水头损失系数从5.868减小到1.063。3.同一流量下，消能率随着面积收缩比的增加而减小；各方案的消能率随着流量的增加而增加，在试验范围内，方案A1的消能率最高可以达到78％。4.五种不同面积收缩齿墩式消能工的时均压强沿程变化规律基本相同，在-0.2D处

3、开始降低，在0.2D处均达到最小值，接着开始恢复然后趋于平稳，随着面积收缩比的增大，时均压强在齿墩后的恢复长度越短,各方案时均压强降幅随着减小。在试验范围内，面积收缩比变化时，时均压强降幅在1.46kPa~9.83kPa范围内。5.五种不同面积收缩比齿墩式消能工的脉动压强沿程变化规律基本相I太原理工大硕士研究生学位论文同，在齿墩段前基本平稳且无量纲脉动压强Cp基本相同，在齿墩段附近增长然后降低最后趋于平稳。随着面积收缩比的增加，恢复长度逐渐减小，脉动压强系数的最大值减小，方案A1脉动压强系数的最大值为0.67.6.五种不

4、同面积收缩比的齿墩式消能工试验方案在有机玻璃管道进口段与出口段的流速分布规律基本相同，呈指数形式分布，贴近管壁地方的流速比较小，中心位置及上下0.4D的范围内基本上接近，齿墩段进口处与出口处流速会出现不同程度的反向流速。7.相同面积收缩比的齿墩式消能工与洞塞消能工相比，齿墩式消能工过流能力相对较差，洞塞消能工的流量系数比齿墩的流量系数大0.013~0.036。8.同一面积收缩比下，齿墩式消能工的消能能力略优于洞塞消能工，各工况下齿墩式消能工消能率比洞塞消能率大0.70%~2.68%。关键词：齿墩式消能工，洞塞消能工，消能

5、率，水头损失，紊动强度II太原理工大硕士研究生学位论文STUDYONINFLUENCEOFHYDRAULICCHARACTERISTICSFORDIFFERENTAREAREDUCTRATIONONTOOTHPIERENERGYDISSIPATIONABSTRACTThispapercombinedwiththe“ExperimentalStudyonhydrauliccharacteristicsoftoothblockenergydissipater”,onthebasisofthepreviousstudies,t

6、headjustmentandtheoptimizationoftestscheme,Itscarriedoutfivedifferentareacontractionratio（0.375、0.44、0.5、0.56and0.625）oftoothblockenergydissipaterandplugenergydissipaterthroughphysicalmodeltest.UsingthehighprecisionpressuresensorwithDOP3010velocitymeasurementswer

7、ecarriedoutforatotaloftengroupsworkingindifferentflowpressureandvelocity.Thedischargecapacity,energydissipation,pressurecharacteristicsandflowcharacteristicsoffivekindsoftoothblockenergydissipaterareanalyzed.Atthesametime,comparedthetwokindsofenergydissipaterflow

8、capacity,energydissipationandfluctuatingpressurevariation,reachedthefollowingconclusions:1.Theareacontractionratiohasdecisivefunctionstotheflowcapacityoftoothb