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传统的水闸流量关系是在上游明流条件下试验得到的,但关于上游明流向有压流过渡的非恒定流状态时,流量关系的规律及计算方法缺乏探索,而这一规律对于中国在建的大量长距离输水隧洞出口闸门的调控十分关键。该研究通过三维数值模拟,建立实际的渠隧系统三维流体力学模型,探究明满流上游边界下闸门过流特性,并尝试探索在非恒定流工况下适配的过闸流量计算数学模型。结果表明：1）事故调度闸门突然关闭时,上游隧洞内出现无压-有压过渡流态,最大压力水头约为33 m,该研究提出一种改进的无量纲公式计算流量,即在闸前总水头中考虑上游隧洞内压力水头;2）无量纲公式相较于传统公式平均率定误差降低4个百分点,提出的无压-有压流态流量计算统一率定模型最大相对误差为4.68%,精度较高。该研究所提出的流量计算方法对长距离渠隧系统调度具有参考价值,也可为实际工程的管理提供可靠技术支撑,对于工程的安全稳定运行及灌区的正常输配水具有重要意义。 相似文献
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渠冰灾害是我国北方寒冷地区输水工程中常见运行安全问题。拟探究采用离线水库的底层温水来改善干渠水温,防止冰凌、冰塞等次生灾害产生的方法,对于提高调水工程冬季输水效率并保障工程冬季运行安全具有极其重要的工程意义。干支流交汇是天然河网和人工渠网的常见的水力现象,交汇处非等温掺混受其复杂的水力特性影响。本文以某大型调水工程与其沿线调蓄水库为研究对象,利用流体仿真软件Fluent建立了三维水动力学-热力学耦合输运模型,探究不同的掺混比、渠道交汇角时非等温库渠交汇的掺混规律及水库温水对干渠水温的提升效果。仿真结果表明：(1)交汇口下游水力-水温掺混存在明显的三维分布特征,下游出现明显的低速回流分离区及横断面二次环流区,断面平均水温在交汇口下游500 m后基本不变;(2)掺混比越大,水流紊动越剧烈,水温在横断面上扩散范围越大,水流掺混均匀后干渠温度提升值越大,最大为1.25℃;(3)交汇角越大,横断面环流越强,掺混均匀速率越快;不同交汇角工况水流掺混均匀后温度提升值不同,为保证水流掺混速率及水温提升效果建议选用渠道60°交汇角。研究成果可为调水工程冬季渠道水温主动调控及提高输水能力提供思路与数据支撑... 相似文献
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