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《泵站出水池的水力计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、水利学报1989年6月SHUILIXUEBAO第6期*泵站出水池的水力计算来鸿儒(陕西机械学院),,,在泵站出水池设计中由于缺乏可靠依据往往导致出水池设计尺寸不够合理造,.成出水池水力条件恶化并产生严重塞水或冲蚀给泵站运行带来一系列问题t’,’J本文通过系统的试,、,验研究提出了出水池水力计算的原则方法和计算池长公式供实际工程参照采用.、一池中管口出流速度的确定,。,,如所周知流人出水池中的管路出口流速”如果偏大不仅增大了出口水力损失,.同时还可能在池中形成水跃,因此应正确地浪费能源使水流紊乱并
2、加剧了水力冲刷.确定”。值管口处水流比能E可近似地表示为E。”29=。,ZgF,1一(C+D+P)+{/(C+D+P)+Q/;(),,,.。口工式中F为管断面面积O为流量其它符号见图二止吕“‘乙舀二州图、1出水池各部位尺寸符号1。进将式()对D行求导(设C和P均为常数)则得。’..1一(。。.,dE/dD=1一(Q/gF言)(dF/dD)=”;/gF)(dF/dD),.‘..。一.。.F二DI/4dF/dD=派D/2。将其代人上式中并令dE/dD=o经简化整理后得临界出口流速为”。粉。.2.,2
3、==2丫D(),如以管路出口弗氏数Fr表之则式(2)可写成..r。。F=刀/丫gD岛07..,.,r07,,可见当F<时管口出流为缓流反之为急流池中形成水跃因此池中不产生水跃的出口流速应为、.*曾参加本试脸的有韩非平宋希科等.,..公..《22召瓦或D)oZlt,:r3),当管路出口为矩形时用上述方法可得临界流速为.,”,一3a。2创(4)。。=二,或P尹一”/召ga1(5).式中a。矩形断面的高度泵站出—水池管0.453.2,,口出流的介一般为一可见管口出流可处于急流状态即在池中可能形成水跃.
4、但由于犷,,F值一般较小池中水深较大所以其水跃多属于淹没式弱,池中水流是比较平稳的,因此,出水池无需考虑特殊的加固和消能措施.水跃、二管口淹没水平出流出水池的试验研究,,这种出流型式泵站中采用的最多为了揭示此型出水池水流运动规律寻求各水力,、。、、、要素与几何尺寸间的关系曾对不同C”池底型式(水平倾斜台坎垂直台坎).,.”。一以及局部整体和整休模型进行了各种组合试验试验时采用的D一75mm0连5一2.8m/s,C值范围为0.1250.5m,口:0.5一3.2,:一相应出处的F为可见所选模型的F值
5、与泵站出水池的管口出流情况是相符的.(一)出水池中水流运动规律,:由局部整体模型(即单管池宽)试验得知管口出流的特点(1)出流属于有限,;,空间的淹没出流因而受边界条件影响很大(2)出流是空间扩散的三元水流不仅,.,’还有立面扩散出流立面扩散由于受上部水滚的挤压因此其扩散角a有平面扩散l,2“4“,比无限空间淹没射流者为小.(见图)在出流初始段很小其值为一但在扩散段的末端,由于表面水滚逐渐消失,水流上挑,扩散角增大.如从扩散段的首末端联一,...直线(图1)则此线与水平线的夹角。将随管口淹没深度
6、C之增大而增加说明“并,.,.,不是一常数同时当r10”。“.尸<时出口流速对的影响较小除此出流的起始段..,(即出口流速值的消失段)的长度x25一35。L约为()D这比无限空间淹没射流时..兀.厂(48一6)D为小(二)出水池尺寸的确定1.池长的确定目前国内对池长的计算多借助于一般水力学闸下出流有关公式或根据无限空间淹没射流理论进行计算,这与实际情况出入颇大.在国外如苏联特列加坷夫...AATPeTe.K6B〔”和保加利亚波波夫(ouoB〔‘〕()Bfl)等人也根据各自的试验提,。,,此了相应
7、的计算方法但前者未考虑”的影响后者未计人池中台坎等边界条件适用范围小,文献[5〕曾提出了计算池长的经验公式为‘.。二。5LaC(6),.式中a为与池中台坎型式尺寸有关的试验系数C为管口上缘的最大淹没深度该式对出流流速较小时较为准确,但当”)‘·”m/s时·误差较大,‘且该量纲不和谐的缺点.为此,在模型试验的基础上提出了下列计算方法.粼,出水池中表面水滚的长度及其强度是管口淹没出流的主要特征但滚长L主要决定于以管口上缘为基线的管口出流的比能E(一C十叫/29)和水池的边界条件(如台坎位置、型式和尺
8、寸),故滚长可用函数式表示,,,:,,,一,”。,,。,即L二了(C刀孑爪毛PD)(7夕式中符号意义见图1.苗于水滚后的水流基本趋于平稳,因此可把水滚长度做为池长.以求出池长与各水力要素和几何条件之间的关系.((夕、2试脸鸽号小旋漆刀0.91口到之Q】L》Lo.IO6NO卜L二L‘-一,一州(bIL留LO00.己0法氏日,0习1,0菜.2‘(c寸2(扭)(CJL哎Lo黯、.。二s‘B,;一D。,=41s,3。’2Pm二3D儿Q/C=U/9.二0.125丁n,”.,2图2表面水滚长与台坎位置关系图
