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《臺階式溢洪道滑行水流消能特性研究-論文.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、第31卷第6期長江科學(xué)院院報Vol_31No．62014年6月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteJun．2014DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2014．06．0082014，31(06)：37—40臺階式溢洪道滑行水流消能特性研究張峰，劉韓生，張為法(1．西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，陜西楊凌712100；2．中國水電工程顧問集團(tuán)西北勘察設(shè)計研究院，西安710000)摘要：臺階式溢洪道消能率無法詳細(xì)反映其消能特性，為了突出反映臺階消能作用，從總消能水頭中扣除光滑溢洪道原有
2、消能水頭得到純臺階消能部分，計算了單位高度純臺階消能率，以及臺階消能所占總消能的比重。結(jié)果表明：滑行水流的單位高度純臺階消能率約為0．80％／m一0．83％／m，與單寬流量和臺階數(shù)目均無關(guān)，隨臺階高度增大增幅為4．5％；純臺階消能所占總消能比重隨單寬流量增大而增加，隨臺階數(shù)目增多而減小；此外，還對單寬流量增加時消能率下降的原因進(jìn)行了探討。結(jié)果分析表明：大單寬流量消能率下降是由于光滑溢洪道能作用降低而純臺階消能不變導(dǎo)致的。關(guān)鍵詞：臺階式溢洪道；滑行水流；單寬流量；臺階高度；消能率中圖分類號：TV135．2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1001—5485(2014)06—00
3、37一o4加值越大，所占總消能的比重越大，越有必要使用臺階溢洪道，該值對于反映臺階對消能的貢獻(xiàn)，分析臺1研究背景階對水流的影響和消能特性有重要的意義。本文對某工程單寬流量8．09—62．18in／(S·m)近年來，臺階式溢洪道被廣泛地應(yīng)用在國內(nèi)外工之間水流進(jìn)行了試驗，對各流況消能水頭做了計算和程中，水力科技工作者也進(jìn)行了很多試驗研究，其消分析從純臺階消能角度對消能特f生進(jìn)行了探討。能特陛一直是研究的熱點問題。美國墾務(wù)局對上靜水壩的研究表明：臺階溢洪道的消能率超過光滑溢洪道75％以上¨J。希臘的Christodoulou通過模型試2試驗簡介驗和無量綱分析表明，影響消能
4、率的主要參數(shù)是溢洪試驗針對某臺階溢洪道道上的I臨界水深Y與臺階高度h之比Y。／h和階梯的進(jìn)行，試驗體型見圖1，模個數(shù)。H．Chanson等的試驗研究表明，臺階式溢洪型比尺為80，溢洪道底部道的能量損失隨壩坡面長度增大而增大。D．Yildiz坡度為38．7。，長140In，采等_4的研究表明：當(dāng)坡角小于50．3。時，能量的消散隨用矩形斷面，底寬9m。臺階高度的增大而增大；但當(dāng)坡角達(dá)到60。時，臺階高試驗中分別對3種臺階高度對消能率幾乎沒有影響。田嘉寧等認(rèn)為消能率度0．5，1．0，2．0ITI下，不同圖1臺階式溢洪道體型隨著相對壩高／的增加而增大，并隨著臺階高單寬流量沿
5、程的水深和流Fig．1Patternof度增大而增加。已有研究得出一致結(jié)論，消能率steppedspillway速進(jìn)行了測量。隨著單寬流量的增加而減小。張志昌等對滑行水流的試驗研究認(rèn)為，水流通過與臺階之間的碰撞、臺階上水流漩滾及水流內(nèi)部紊3消能特性分析動剪切強(qiáng)化了溢洪道的消能效果。傳統(tǒng)光滑溢洪道具有較低的消能率，臺階式溢洪道與之相比消能作用目前對消能特性的研究主要圍繞消能率展開，大幅提高_(dá)9j。臺階溢洪道相比光滑溢洪道的消能增為了反映臺階溢洪道消能作用優(yōu)于光滑溢洪道的部收稿日期：2013—04—15；修回日期：2013—06—17作者簡介：張峰(1989一)，男，山
6、西忻州人，碩士研究生，主要從事泄水建筑物及高速水流的研究，(電話)15829719799(電子信箱)d4721192@126．com。通訊作者：劉韓生(1962一)，男，陜西韓城人，教授，博士，主要從事水工水力學(xué)與高速水流研究，(電話)13319231569(電子信箱)hansheng·liu@126．com。38長江科學(xué)院院報2014丘分，根據(jù)試驗結(jié)果，本文在臺階溢洪道消能率和光滑應(yīng)用的必要性，也可以+q=62．18in／(sln1tg=46．67m／(s‘m】溢洪道消能率基礎(chǔ)上，從消能增加值角度對消能特明確反映出臺階存在所50o．-g：3572m3／(sIn)*
7、q=21．20mV(s’Ⅱnq=8．09133／(s’m)／性進(jìn)行了分析。起作用。3．1消能率由此提出純臺階消1020304050607080消能率是反映臺階溢洪道消能效果形式簡單、臺邑率叼=Ah臺／總，其中臺階位置，m直觀的參數(shù)。根據(jù)壩體上下游能量守恒原理，能量Ah臺表示臺階溢洪道相圖3不同單寬流量下的消耗與上游總能量之比作為能量損失率，用E。和對光滑溢洪道消能的增光滑消能率Fig．3EnergydissipationE分別表示上、下游的總能量，則臺階溢洪道消加值，表示進(jìn)入臺階溢ratioonsmoothspillways能率卵為洪道第1個臺階處的水inthe
