跌扩型底流消能工坎后立轴漩涡水力特性分析

跌扩型底流消能工坎后立轴漩涡直接影响消力池内的水力学指标。采用水力学试验方法,对跌扩型底流消能工坎后立轴漩涡水力特性进行初步研究。详细分析了立轴漩涡的运动形式以及运动区域的变化,并对漩涡与底板和边墙切点处流速的变化、漩涡区相对于消力池整体压力的变化情况进行了研究。经试验知,立轴漩涡对消力池内水力学指标影响较大。     

基于BP神经网络的跌扩型消力池设计应用

增大跌扩型底流消力池的突扩宽度和跌坎深度,可以有效降低消力池内临底流速和改善出池水流流态,一定程度上减小消力池长度。基于试验研究结果,应用BP神经网络理论,以突扩宽度、跌坎深度及测点距离作为模型输入参数,临底流速作为输出参数,建立BP神经网络预测模型。结果表明,所预测的临底流速模型参数试验值与预测值之间的平均相对误差＜10%,决定系数R2达到0.977 6,亦即基于智能算法的预测模型能够对水工模型试验研究形成很好补充。在此基础上,进一步给出了突扩宽度、跌坎深度变化和不同跌扩组合变化对消力池池长的影响。相对而言,增加突扩宽度对消力池长度减小的影响小于增加跌坎深度;同时增加突扩宽度和跌坎深度,能够更有效地降低消力池所需要的长度。      

突扩消能在高水头倒虹吸管中的应

高水头倒虹吸管是山区常见的输水建筑物,其管径大小通常由设计流量确定。在实际运行管理过程中,经常会碰到小于设计流量的工况,为避免倒虹吸管进口出现非淹没流态,应在管路合适位置设置闸门进行流量控制。本文通过试验研究,将突扩式消能运用于勐糯倒虹吸管,成功解决了小流量情况下的闸后消能,保证了工程的安全运行。     

突扩式跌坎消力池掺气脉动特性研究

高速入射水流进入突扩式跌坎消力池后卷入大量空气,形成掺气水流,气体的存在影响各项水力学指标,对工程安全造成影响。基于物理模型试验,对突扩式跌坎消力池的掺气脉动特性进行探究,分析其掺气脉动幅值特性、概率密度分布特性以及频谱特性。结果表明：无突扩跌坎消力池底板中线的掺气脉动幅值呈沿程衰减趋势,最大值出现在消力池首;突扩式跌坎消力池底板中线的掺气脉动幅值呈先增大后减小的趋势,最大值出现在冲击区;与无突扩跌坎消力池相比,突扩式跌坎消力池可以有效降低底板的掺气脉动强度;消力池底板掺气脉动概率密度曲线不服从正态分布;掺气脉动能量属于低频脉动,随流能比的增大而增大;突扩式跌坎消力池底板在冲击区的掺气脉动能量最大,突扩的存在可有效降低掺气脉动作用在底板上的能量。     

薄山水库输水道消能工气蚀研究

河南省薄山水库输水道出口消力塘采用四级消能工进行消能。 由于高速水流产生的气蚀破坏,消能工遭到严重破坏。为解决此问题,进行了水工模型实验。根据实验资料,决定采用坡顶墩替代原三角形分水墩。经运行多年,消能情况良好。另外,对气蚀破坏的原因及处理改善措施作了比较完整的论述,并对高速水流消能工的设计及运行管理提出了一些建议。     

齿墩状内消能工的消能及压力特性

输水管道或泄洪洞常见的内消能方式为孔板和洞塞,结合明渠水流中的消能工形式提出了齿墩状内消能工,并通过物理模型试验对不同面积收缩比的齿墩状内消能工进行了研究,分析了它们的过流能力、消能率、压强沿程变化及脉动压强特性.结果表明:齿墩状内消能工的过流能力主要是由消能工的体型及尺寸决定的,其面积收缩比越大,消能率越低,过流能力就越强;齿墩状内消能工的时均压强在收缩段骤降,在其后部逐渐上升,而后恢复至稳定,其恢复长度基本相同;齿墩状内消能工的脉动压强最大点均出现在收缩段后1倍圆管直径范围内,随后迅速减小,逐渐趋于平稳;面积收缩比为0.471 2的齿墩状消能工的脉动强度最小,因而其抗空化性能优于其他情况,且脉动压强最大点的压强概率密度分布接近正态分布.     

沙沱水电站宽尾墩联合消能工的应用研究

针对沙沱水电站泄洪量大、堰上水头高、单宽流量大的特点,分析了“宽尾墩＋台阶坝面＋戽式消力池”联合消能工的水力特性,通过模型试验对其消能效果进行了观测研究。试验结果表明：该消能方案在典型工况下消能充分,出池水流衔接平稳,下游河床无明显冲坑,满足通航要求,它既保持了大流量时宽尾墩的泄洪消能特点,又兼顾了台阶坝面小流量时的消能优势,并且采用台阶坝面使碾压混凝土一次成型,减少了工程量,缩短了工期,节省了工程投资。     

若干水库泄洪建筑物消能工的体型

通过对广东省老炉下水库溢流坝窄缝式挑坎体型、虎局水库溢洪道扩建工程消能工、惠州抽水蓄能电站下库溢洪道能工及杨溪水三级水电站溢流坝肖能工等4座水库泄洪工程消能工试验研究成果的总结，提示了泄水建设物消能工水流消能机理，优化了消能工的体型和尺寸。     

某水电站泄洪底孔消能工体型优化

针对某水电站消能区狭窄、左岸水电站尾水渠易受到影响的问题,为了将水舌导向消力池中央,进行了挑流导向方案和面流扩散方案体型优选,最终推荐体型为面流扩散式消能工,并采用模型试验和数值模拟相结合的方法对原设计体型和推荐体型的流态、底板时均压强、脉动压强、流速分布、冲刷特性和消能率进行了对比研究.结果表明：原设计窄缝方案消能效果良好,但水舌主流集中在左右岸两侧,造成了两岸局部冲刷;而面流扩散式方案使下泄水流形成自由面流流态,并快速扩散至整个河道,消能区扩大,有效地降低了底板时均压强、脉动压强、临底流速,且流速和压强分布更加均匀,使得下游河道的冲刷坑深度减小了34%,冲刷范围减小了35%,保障了左岸水电站的安全运行,推荐方案可为类似工程提供参考.     

沙沱水电站宽尾墩联合消能工的应

针对沙沱水电站泄洪量大﹑堰上水头高﹑单宽流量大的特点,分析了“宽尾墩+台阶坝面+戽式消力池”联合消能工的水力特性,通过模型试验对其消能效果进行了观测研究。试验结果表明：该消能方案在典型工况下消能充分,出池水流衔接平稳,下游河床无明显冲坑,满足通航要求,它既保持了大流量时宽尾墩的泄洪消能特点,又兼顾了台阶坝面小流量时的消能优势,并且采用台阶坝面使碾压混凝土一次成型,减少了工程量,缩短了工期,节省了工程投资。     

弯曲河道上底流消能工布置试验研究

传统的底流消能工常布置在顺直河段,针对受实际条件限制必须在弯曲河道上布置底流消能工的技术难题,基于某水库工程的物理模型进行了试验对比研究。试验结果表明,所提出的主、辅两级消力池与导流消力墩这一消导结合的消能工结构在弯道段水流流态、消力池回流强度、弯道段坡脚冲刷强度等水力指标方面均优于传统直线型消力池布置方案和曲线型跌坎消力池布置方案,解决了弯曲河道段布置底流消能工的技术难题。     

冲沙底孔突跌与突扩+突跌体形掺气效果对比试验研究

通过水工模型试验研究,对阿海工程左泄洪冲沙底孔采用跌坎式掺气,从流态、底、侧空腔长度、掺气浓度、压力等方面,比较了突扩、明槽坡度等因素对掺气效果的影响。试验结果表明,采用突扩+突跌式通气减蚀与突跌情况下相比,掺气效果更加明显;随着明槽底坡坡度的增大,掺气底、侧空腔长度、掺气浓度值亦随之增大;采用突扩+突跌式掺气以及适当的明槽底坡,可以有效的增加掺气效果,从而减小发生空化、空蚀破坏的可能性。     

塑料盲沟水力学性能试验

介绍了一种新型塑料盲沟排水材料 ,对其通水量水力学性能进行了试验研究 ,通过试验得出塑料盲沟通水量水力学性能 ,并总结出计算塑料盲沟通水量的试验式     

感潮河口鱼道水力特性试验研究

感潮河口鱼道运行水头变化频繁,直接影响洄游鱼类的适应性及过鱼效果,其水力特性往往有别于常水头运行的常规内河鱼道。结合工程实例,通过建立大比尺物理模型,重点探究了鱼道形态、长度、级差、流速流态之间的水力特性规律。     

轴流泵能量特性试验分析

结合江苏某泵站，对轴流泵进行了能量特性试验研究，试验分别对两个模型转轮进行了能量试验。试验结果表明叶片翼型对水泵性能影响较大，采取较小的弯度和较大的叶栅稠密度能有效提高水泵工作效率。     

低压微灌多孔软管水力特性试验研究

为了进一步探索低压微灌多孔软管的水力性能,采用室内试验方法,研究了低压(1～5m)条件下多孔软管的出流规律、沿程压力分布规律以及水头损失分布规律,结果表明,在低压条件下,多孔软管的水力特性受进口压力、出流孔孔距、铺设长度等因素影响,且受到管壁塑性变形的影响;沿程出流表现出单峰性,随管长及孔距增大,最大值点前移,随压力增大,沿程出流更为均匀;沿程压力一直减少,前半段减幅约为后半段的4倍,且随孔距增大,递减幅度变小;水头损失随孔距减小和压力增大而减小,且进口压力为1～3m时的减幅与4～5m时的比值在管长为40m时,其值约为管长为30m时的2倍。研究结果可为低压微灌技术的完善和发展提供理论依据。     

火成岩纤维水工混凝土的抗冲性能试验研究

在室内及自然强感潮河口地区进行了火成岩纤维水工混凝土抗冲刷性能的试验,研究了火成岩纤维不同掺加量时混凝土的抗冲性能。结果表明,火成岩纤维增加了水工混凝土的抗冲性能,其较好的掺加量为水泥体积的0.5%。     

泵站有压前池流态改善措施的研究

有压前池是前池的一种特殊形式，泵站运行过程中，水流一直处于有压流状态。本文结合某自来水厂送水泵站整体水力模型试验，对有压前池的水力特性进行了研究，提出了改善不良流态的工程措施。