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附加射流水跃消能的试验研究

张宗孝  
【摘要】: 本文通过齿墩顶部的扩散水舌所形成的附加射流,从上部射入水跃,即可改善消力池内的水流流态,又可降低第二共轭水深,减小水跃长度,增进水跃消能效果,同时还能解决大单宽、低佛劳德数条件下掺气和消能不足的问题,试验证实它是一种安全、经济的消能工。 文中利用齿墩设施实现附加射流,对齿墩设施与消力池联合应用进行了大量的和系统的模型试验,分析研究了中低佛劳德数条件下,齿墩墩头的动水压强及空化特性,齿墩设施与消力池联合应用时的流态特性,消力池的水力计算,消能量的估算及其各种影响因素,消能机理和效果,消力池内的流速、压强特性,掺气浓度分布等水力学问题,并提出了实现附加射流齿墩设施的水力设计方法和步骤。 文中用新增齿墩设施的跃后水深、水跃长度和单宽水跃容积减少的百分数,估计新增设施的经济效益,并通过模型试验验证了附加射流水跃消能的理论分析。计算了新增齿墩设施的消能量,同时计算了新增齿墩设施的跃后水深、水跃长度和单宽水跃容积减少的百分数。结果表明,采用齿墩设施,可增进消能作用,并取得显著的经济效益,达到附加射流水跃理论所预期的效果。 通过对齿墩墩头的动水压强及空化特性的研究,得到了时均压强和脉动压强分布规律。脉动压强幅值分布符合正态分布规律,优势频率为低频。在控制墩头边壁不平整度及墩后大气充分供应条件下,墩头在试验范围内不产生空蚀。墩头属超空化体型。 齿墩设施可作为一种新型的消能工运用于拟建或改建工程上。文中给出了这种设施的参数选择原则及部分资料。可供工程初设时参考运用。


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