高水头船闸输水阀门净动水启闭力特性研究

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1、南京水利科学研究院硕士学位论文高水头船闸输水阀门净动水启闭力特性研究姓名：刘猛申请学位级别：硕士专业：水力学及河流动力学指导教师：胡亚安20080601摘要船闸输水阀门是控制船闸运行最重要的设备之一，常年在非恒定流作用下频繁启闭，其工作环境恶劣，条件复杂。对船闸输水阀门的研究，一个关键问题是阀门的空化特性及预防和改善措施，另一个重要问题则是阀门的启闭力及其脉动幅值。前者关系到输水阀门能否正常运行，而后者不仅关系到阀门启闭机的容量和门体结构，而且涉及阀门运行的可靠性和灵活性。在大量分析研究前人有关船闸主要门型一反向弧形门启闭力(净动水启闭力)试验成果的基础上，建立了大比尺的输水阀门物理模型(依

2、托银盘船闸)，通过恒定流和非恒定流试验，对作用在阀门上的水流结构形态进行了详细的观察和分析，认为阀门的净动水启闭力构成可以分为两大部分，即廊道水流对门体的作用力和门井下降或上升水流的作用力，并通过理论分析得到了由这两部分作用力构成的净动水启闭力计算公式，与试验结果吻合较好，同时还对影响阀门净动水启闭力的各种因素及其变化规律进行了进一步探讨，并指出了需深入研究的方向。研究选取的反向弧形阀门是高水头船闸中应用最广泛的型式，其成果不仅能为今后高水头船闸输水阀f-j门体结构及启闭系统的设计、计算提供重要参数及理论支持，也可应用于相关规范的修订。关键词：反弧形阀门；净动水启闭力；高水头船闸；水流流态A

3、bstractLockculvertvalvesareoneoftheimportantequipmentswhichcontrolthenavigationlock’Sperformance．Thevalvesopenandclosefrequentlyunderunsteadyflowallyearroundwithadverseenvironmentsandcomplicatedconditions．Oneofthekeyissueforthestudyofthelockculvertvalvesisthecavitationcharacteristicsanditspreventiv

4、eandcorrectivemeasures，theotheroneiSthevalve’Shoistloadanditspulsationamplitude．Theformerconcernswhetherthevalvesoperatenormally,andthelatterisnotonlyrelatedtothecapabilityofheadstockgearandvalvestructure，butalsorelatedtothereliabilityandflexibilityofvalve’Soperation．Onthebasisofanalyzingandstudyin

5、gontheformertestresultsofhoistloadofreversetaintervalvewhichisthemaintypeofvalvesfornavigationlocks，alargescale(1：16)physicalmodelforYinPanlockculvertvalvehasbeenbuilt．Throughthesteadyandunsteadyflowexperiments，structureoftheactingflowonthevalvehasbeenobservedandanalyzedindetail．Ithasbeenfoundthatt

6、hevalve’Snethydrodynamichoistloadcanbecomposedoftwoparts，oneistheactingforceresultfromwaterinculvertandtheotherresultfromthedescendingandrisingflowinvalvewell．Furtherlytheformulaofthenethydrodynamichoistloadhasbeenputforwardbytheoreticanalysis，andthecalculationresultshasbeenprovedtobeagreedwellwith

7、theexperimentalresults．Meanwhile，thefactorsaffectingthenethydrodynamichoistloadandtheirchanginglawshavebeenfurtherstudied．Thefurtherresearchdirectionisalsobeenpointedout．Reversetaintervalveisusedmostwidelyi