南水北调倒虹弯管局部阻力设计方法研究

首先论述了倒虹弯管局部阻力产生的机理，其次对弯管局部阻力进行了深入系统的分析和试验研究，最后得出如何结论：对于缓弯管，以Ｒ／Ｄ＝２为宜；在弯转角不大时折弯局部水头损失并不比缓弯大，并通过模型试验对这一结论进行了验证。结论对南水北调中线工程和平原地区的低水头大流量倒虹工程弯道设计具有重要的应用价值。     

长距离有压输水工程整体模型试验管道沿程水头损失替代研究

长距离有压输水工程一般通过设置阻力环的水头损失替代法进行整体模型试验研究。依托深圳市北坑水库输水隧洞工程,对不同雷诺数、环数和布置方式下阻力环的水头损失替代效果及其变化规律进行数值模拟研究发现：当雷诺数Re>0.32×105后,几乎不会造成阻力环局部水头损失系数与阻力环后旋涡区长度变化;孔径比d/D减小或距径比L/D增大会增强阻力环的水头损失替代效果;当d/D=0.8,L/D=0.5,环数n>2时,阻力环平均局部水头损失系数Kd随环数n增加而减小,当环数n>20后Kd不再随环数变化。在此基础上推导出环数影响系数ε随环数n的变化规律及其拟合曲线,以及阻力替代段总局部水头损失和替代管道长度计算公式。通过分析环数对漩涡区长度的影响,阻力替代段后需设置不小于2.5D的过渡段才能保证水流流态恢复至未替代状态。     

低水头大流量倒虹吸进口掺气及通气孔设置问题研究

通过南水北调中线工程淇河渠道倒虹吸模型试验 ,对低水头大流量倒虹吸进口掺气及通气孔设置问题进行了研究 ,结果表明 :无论控制闸宜设在上游或下游 ,不存在进口水跃问题 ,上游设闸控制虽有掺气问题 ,但是量小无害 ,因此 ,低水头大流量倒虹吸管进口不需要设置通气孔。该项研究成果可以在南水北调中线工程和平原地区倒虹吸管设计与运用中推广应用     

长宁河倒虹事故的处理

我区石堡川水库干渠上的长宁河倒虹为一双管桥式倒虹,管径1.4米,单管长448米,设计水头60米,用钢筋混凝土现浇而成。最大过水流量8米~3/秒。1974年建成通水。1978年4月8日进行春灌时发生事故,当即对事故进行了处理,从而保证了正常的灌溉。现将处理办法简介如下。     

低水头大流量倒虹吸进口掺气及通气孔设置问题研究

通过南水北调中线工程淇河渠道倒虹吸模型试验，对低水头大流量倒虹吸进口掺气及通气孔设置问题进行了研究，结果表明：无论控制闸宜设在上游或下游，不存在进口水跃问题，上游设闸控制虽有掺气问题，但是量小无害，因此，低水头大流量倒虹吸管进口不需要设置通气孔。该项研究成果可以在南水北调中线工程和平原地区倒虹吸管设计与运用中推广应用。     

南阳倒虹吸管简介

南阳倒虹吸管工程是黄岗水库东肖干渠的咽喉工程,全长907米,由两条直径100厘米共558节的预应力钢丝网水泥管和钢弯管、活动节、套管组成。最大水头44.9米,设计流量1.9秒立米.1980年底竣工以来,运行情况良好。该工程与公路、铁路、河流交叉,轴线经过山脊、稻田、弃土区和滑坡体,布置较为复杂。该倒虹吸管的轴线,在平面上一般取直线布置,但在特殊情况下,除了用直井方式、拆线布置外,也采用了空间转角、折线布置,以求避开不利的地质、地形区或重要的建筑物(见图1)。     

内镶贴片式滴灌带局部水头损失试验研究

通过试验研究了标准管径16 mm的5种内镶贴片式滴灌带的局部水头损失,分析了滴灌带局部水头损失占沿程水头损失的比值hjt/hf和局部水头损失系数α的变化规律.结果表明:相同工作压力下,滴灌带当量直径随壁厚的增大而减小,造成沿程水头损失和局部水头损失的增大,局部水头损失与壁厚、滴头断面面积和雷诺数有关.随着雷诺数的增大,滴灌带局部水头损失占沿程水头损失的比值hjt/hf减小,最小值可达到0. 67,但仍超过中国制定的微灌工程技术规范设计标准(0. 1~0. 2).通过对试验数据进行多元回归分析,提出了滴灌带局部水头损失系数与过水断面收缩比和雷诺数的关系式,相关系数为0. 96.     

弯管与三通管组合形变件局部阻力及相邻影响特性

【目的】探究灌溉输水管网中的弯管与三通管组合形变件的局部阻力及其相邻影响特性。【方法】采用Realizablek-ε模型对不同雷诺数、管径比、分流比和相对间距下的组合形变件进行数值模拟,研究局部阻力系数和相邻影响系数的变化规律,分析不同相对间距下的流场分布。【结果】弯管—竖直支管的局部阻力系数ζ₀₁和弯管—水平支管的局部阻力系数ζ₀₂随雷诺数的增大而减小;ζ₀₁、ζ₀₂随分流比的增加先减小后增大;随着管径比的增大,ζ₀₁、ζ₀₂均呈减小趋势,且ζ₀₁的减小幅度更加明显;随着相对间距的增大,ζ₀₁、ζ₀₂呈先减小后增大的趋势。弯管—竖直支管的相邻影响系数C01和弯管—水平支管的相邻影响系数C02随雷诺数、管径比、分流比和相对间距的变化呈不同的变化规律。局部阻力系数和相邻影响系数的变化取决于弯管二次流的发育、竖直支管涡流与水平支管涡流之间的相互作用。【结论】分流比、管径比、相对间距是弯管与三通管...     

大型渠道倒虹吸设计探讨

针对大型渠道倒虹吸流量大、水头紧等特点，根据实际情况分别对进出水口渐变段进行了优化设计，以减少其水头损失。同时对进水口前池、底部高程、闸墩、胸墙、控制水闸的布置以及管身形式提出了合理的设计意见     

多泥沙水源泵站的布置

多泥沙水源泵站的布置当水泵从多泥沙水源抽水时，水泵效率下降，零部件损失加快，气蚀现象加重。为提高水泵效率，可采用如下措施。一、引水口向下游布置、这样既可防止水草等杂物堵塞管道，泥沙含量也明显降低。二、少用弯管。因为水流携沙在管弯处水头损失加大。流速降...     

含有窝气的虹吸整流输水管道水力损失计算与试验研究

为了研究输水管道窝气对管路水力损失的影响,对1套包含小坡度长下坡段的管路系统分别在自然重力进流、低虹吸进流、高虹吸进流(虹吸进口装有整流装置)条件下进行管道满流与带气试验测量.创新建立窝气阻力系数β定量表示窝气阻力造成的水力损失增加,提出了整个管路窝气阻力系数的计算公式.基于试验数据分析了不同进流方式在带气与不带气条件下的管路阻力特性,并验证了窝气形成气阻机理的存在.研究结果表明:输水管道窝气会减小管道有效过流面积,造成管路水力损失显著增加,且管道的高低起伏越多,管路中弯头、变径管件数量越多,管道窝气阻力系数β越大;虹吸式进流在整流装置的作用下,较自然重力式进流会降低管道摩擦系数,并且高虹吸下的水力摩擦系数最小;通过合理设计,虹吸整流装置的多孔结构可以根据管道流量的大小不断自动调节其自身的阻力和开度,有效控制管道入口进气.     

基于VOF模型的倒虹吸进出口流场数值模拟

通过采用标准k~ε模型模拟湍流,利用VOF法追踪自由水面,对新疆北部小洼槽倒虹吸在不同流量下进行三维流场数值模拟,并将Q=14.00m3/s和Q=16.35 m3/s两种情况的倒虹吸进出口水面高程与原型观测数据进行对比,结果表明数值模拟结果和实测资料基本吻合。倒虹吸进口处有立轴漩涡,为了避免出现这种情况,应尽量在高水位情况下运行,可以减小进口处的水流流速,降低水流的紊动动能。     

节水承插式折角弯管水流流动特性研究

对DN50承插弯管进行流动特性试验研究,采用Relizablek-ε湍流模型对其数值模拟,数值模拟结果与试验吻合较好.接着对DN20、DN40、DN63、DN75规格45°、60°、90°折管水流进行了数值模拟,通过可视化分析发现,折角弯管流场在弯曲段下游发生回流现象,下游50 mm横截面处有一对对称、悬向相反的涡旋....     

大型倒虹吸上游渠道涌波高度的试

通过模型试验对大型倒虹吸上游渠道涌波进行了研究，分析了涌波产生的原因，并结合影响涌波高度的因素，采用量纲分析的方法，得出了涌波高度的计算公式。     

倒虹吸进口处的水雍水迭及进口管内水跃处理

分析了在通过比设计流量大和小的流量时倒虹吸进口分别发生水壅和水跌的原理,推出了最大流量和最小流量时水壅水跌的大小。对最小流量情况下进口水面跌落在管内形成的水跃对管道的影响及为消除水跃而采取的工程处理措施进行了定性和定量的论述。对倒虹吸进出口设计具有普遍的指导作用。     

南水北调跨安阳河倒虹吸工程对河道的影响

南水北调中线工程总干渠沿程需修建多座跨河建筑物,这些建筑物穿越河道时,会造成河道河势变化,可能带来不利的影响。通过物理模型、数学模型等技术手段,分析研究工程对河势的影响是十分必要的,针对南水北调中线跨安阳河倒虹吸工程,研究了工程实施后对安阳河河势、冲淤变化等方面带来的影响,提出倒虹吸工程的优化设计方案。     

Cable-stayed conveyance structure in irrigation areas of China

In recent years a new kind of cable-stayed conveyance structure is widely used in irrigation areas in China. With a large crossing capacity, it is appropriate for some specific topography, convenient to construct, and more economical in comparison with the ordinary conveyance structure supported by piers. In this paper three cable-stayed aqueducts and a cable-stayed inverted siphon with different structure systems, arrangements of cables and super-structures will be presented. According to the project practice and experimental research, some information about selection of structure system, component configurations, cable and end fittings, static analysis and wind-resistant design will also be presented.     

泵站虹吸式出水管数值模拟及水力优化

利用RNG 紊流模型,采用有限体积法和结构化网格,对虹吸式出水管进行数值模拟。由数值模拟结果分析了虹吸式出水管内部水力特性,并通过改变影响虹吸管水力特性的几个主要参数对原方案虹吸管进行了水力优化。优化方案较原方案进行比较,在水流流态、压力分布和水力损失方面,均有明显改善,可为虹吸式出水管设计提供参考。     

曲摆式三通换向阀设计

为满足丘陵山区机修梯田地波涌灌溉对换向阀的需求,采用虹吸原理和杠杆原理相结合的方法,设计一种由长方三通阀体和曲摆式伞形阀门组成的曲摆式三通换向阀。该换向阀的最大阻力矩发生在阀门开启阶段,加长阀门杆、缩短销轴到主轴的距离或提高密封环带材料的弹性系数均可以减小换向时的最大阻力矩。其换向阻力小,移动方便,满足丘陵山区机修梯田地对波涌灌溉设备的要求。