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内消能工在船闸输水系统中的应用研究

李君  
【摘要】: 近年来为促进西部地区经济的发展,我国正大力发展西部内河航运事业,大批内河航运设施正在或即将建设。因而适应山区河流的高水头、超高水头船闸输水系统型式的选择、布置及其相关水力学问题等将成为今后通航水力学的研究重点。 本文结合首次进行了内消能工在高水头船闸输水系统中的应用研究。提出了船闸输水系统设置内消能工的总体布置原则。在分析各种典型内消能工的消能原理和水力特性的基础上,确定了适合船闸输水消能特点的竖井式内消能工,并提出了设置竖井式内消能工船闸输水系统的具体布置型式及其主要控制尺寸的确定方法。在此基础上,依托世界单级水头第三位的乌江银盘船闸工程,对该船闸设置竖井式内消能工输水系统方案进行了布置。建立了设置竖井式内消能工船闸输水系统水力计算的数学模型,并进行了银盘船闸该布置方案的整体物理模型试验研究,详细分析了其水力特性,验证了数学模型的合理性和精确性。通过与该船闸常规输水系统模型试验成果的对比,分析了设置竖井式内消能工船闸输水系统的优缺点,并指出今后需进一步深入研究的问题。 研究成果表明,竖井式内消能工的设置为输水阀门提供了稳定良好的工作条件,消耗了进入闸室前的大部分水流能量,大大改善了闸室内的水流条件和船舶停泊条件,简化了闸室输水系统布置。 设置竖井式内消能工的船闸输水系统能够较好地适应我国西部山区河流的特点,是高水头、超高水头船闸一种新型的输水系统布置型式,研究成果可供我国高水头船闸设计和建设参考和借鉴。


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