資源描述：
《折坡擴散消力池水躍共軛水深計算方法及水躍長度、消能率分析-論文.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第32卷第8期水電能源科學Vo1．32No．82014年8月WaterResourcesandPowerAug．2014文章編號：1000—7709(2014)08—0108—04折坡擴散消力池水躍共軛水深計算方法及水躍長度、消能率分析王冰潔，劉韓生(西北農(nóng)林科技大學水利與建筑工程學院，陜西楊凌712100)摘要：為了解折坡擴散消力池的水躍特性及相關(guān)參數(shù)、判別其消能效果，通過模型試驗的方法對折坡擴散消力池水躍進行了研究，提出了共軛水深計算公式，分析了水躍長度、共軛水深比、消能率等相關(guān)水力參數(shù)及其變化規(guī)律。結(jié)果表明，在試驗條件
2、下，公式計算結(jié)果與實測值相比誤差較小，精度較高；水躍長度與共軛水深比、佛勞德數(shù)均遵循正比例變化規(guī)律；水躍消能率與佛勞德數(shù)呈正比。關(guān)鍵詞：消力池；共軛水深；水躍長度；消能率中圖分類號：TV131文獻標志碼：A2．1整體布置1引言某工程為澆筑式瀝青混凝土心墻壩，泄洪消水躍消能是常見的消能方式之一，水躍的躍能建筑物由開敞式溢洪道及導流泄洪沖沙洞(簡首、躍尾分別位于消力池的斜坡及消力池平底段稱沖沙}同)組成。水工模型按1：40的模型比尺時，稱此類消力池為折坡消力池，消力池上游斜坡制作。試驗系統(tǒng)包括提水泵、水工模型、三角形薄段為漸擴散
3、體型者稱之為折坡擴散消力池，折坡壁堰、穩(wěn)水池、回水渠道等部分。模型模擬范圍包擴散消力池由于具有工程量較小、消能率較高、對括上游庫區(qū)、心墻壩、溢洪道、沖沙洞、下游消力池地形適應能力較強等諸多優(yōu)點，被越來越多地應及其護坦段。為了便于觀察與量測，壩段、溢洪用于工程實踐當中。Ohtsu等口]通過試驗研究了道、沖沙洞及相應的消力池采用有機玻璃制作，其坡角為o～60。時水躍的位置變化，并分析得出了他部分均為混凝土結(jié)構(gòu)。斜坡水躍及折坡水躍的共軛水深及水躍長度的經(jīng)2．2模型設計驗公式；吳宇峰等_2考慮邊墻擴散角的影響，結(jié)合沖沙洞全長703．
4、14m，其下游設置折坡擴散動量方程和連續(xù)方程，推導出漸擴散水躍長度的消力池，見圖1。折坡消力池上游擴散段長31．84m，半理論、半經(jīng)驗公式；趙順勇等=3]從動量守恒原理底寬6．03~10．O0m，坡角為8．88。，坡比為0．156，出發(fā)推導了順坡漸擴矩形明渠水躍方程，并推導擴散角為3．80。，采用矩形斷面。消力池段長了水躍長度近似計算公式。這些研究均基于原型40．00m，寬10．00m，底板高程3260．00m，池觀測或模型試驗等手段對斜坡水躍、折坡水躍或深3．00m。消力池中心線與沖沙洞中心線一致。擴散水躍的消能機理與紊動
5、結(jié)構(gòu)進行研究，而對于折坡擴散消力池中發(fā)生的折坡擴散水躍的水力特性則研究較少[4]。鑒此，本文以某水利工程(a)消力池剖面圖為原型進行模型試驗，通過對比已有的共軛水深計算方法探究了折坡擴散消力池水躍過程，提出共軛水深計算公式，并系統(tǒng)分析消力池內(nèi)水躍的其他相關(guān)水力參數(shù)。圖1折坡擴散消力池(單位：m)Fig．1Stillingbasinwithupstreamexpansiveslope2試驗簡介2．3試驗工況收稿日期：2013-11—28，修回日期：2014—01—15作者簡介：王冰潔(1988一)，女，碩士研究生，研究方向為水
6、力學與水工建筑物，E-mail：wangbingjie2013@nwsuaf．edu．cn通訊作者：劉韓生(1962一)，男，博士、教授，研究方向為水力學與水工建筑物等，E—mail：hanshengliu@126．com第32卷第8期王冰潔等：折坡擴散消力池水躍共軛水深計算方法及水躍長度、消能率分析·109．在擴散段及消力池段分別設置6個不同流量式中，Le為折坡水躍的水平投影長度；h為臨界的工況，每個工況下均記錄水躍長度、躍前水深、斜坡水躍躍后水深。躍后水深及相應的流速，各工況流量數(shù)值見表1。假定系數(shù)K一1，水躍為斜坡臨界
7、水躍(圖2表1各工況流量設置(a))，計算出Le，而折坡水躍斜坡段長度L。為已Tab。1Flowofeachworkingconditions知條件，即可查得K的經(jīng)驗值，重新計算即可得工況123456折坡擴散水躍躍后水深h(圖2(b))。以工況1Q／(rrl。·s)220．9214．5210．0152．9111．061．0為例，具體計算過程如下。2．4測定方法———一_一流量測定采用直角三角形薄壁堰，計算公式為：三／Q：1．343H。(1)0^：—．式中，Q為流量；H為水深。水深測定采用精度為±0。1mm的可移動式(a)臨界
8、斜坡水躍水位測針，用于量測躍前、躍后及下游量水堰水深。流速的測定選用南京水科所研制的LS20B旋槳流速儀，流速儀量測范圍為0．O5～2．5Om／s，相對誤差為±5，滿足試驗要求。L一——圭——試驗中，躍前、躍后斷面的選取為表面旋滾的(b)折坡水躍起始斷面和終止斷面，躍前、躍后斷面間的水平距
