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溢洪道掺气设施体型的优化研究

作　者: 于野
导　师: 刘亚坤
学　校: 大连理工大学
专　业: 水力学及河流动力学
关键词: 溢洪道 空化空蚀 掺气减蚀 模型试验
分类号: TV651.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 110次
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内容摘要


长期以来,空化现象被认为是一个不易被解决的问题。空化与空蚀的研究,无论从国际或国内动态来分析,近年来均呈现被重视和日益深入的趋势。不仅国际国内学术交流频繁,更重要的是工程问题较多,研究内容随之不断扩展,涉及领域拓宽,业已成为众多行业共同关注的问题之一。国内外的研究情况表明,对空化和空蚀机理及其影响因素的认识和研究已取得很大进展。应该指出的是,由于空化和空蚀是微观、瞬时、随机、多相的复杂现象,到目前为止,有关空化和空蚀的理论及不少研究成果还不能令人满意,许多问题还有待进一步深入研究和探索。工程经验表明,掺气减蚀是防止溢洪道空化空蚀的重要措施,国内科研机构对几座在建或已建大型工程的试验研究业已证明,通过设置合理的掺气设施可以达到比较理想的掺气效果。目前,大多在建、拟建或已建的大型泄洪建筑物中,几乎都设置了掺气减蚀设施。但有关掺气减蚀设施的各项水力指标的设计和计算多依赖于经验关系和定性的研究,理论方面的研究还比较少。通常都是在模型试验基础上确定掺气设施的方案,然后在工程上实施,而相应的掺气减蚀机理研究则相对滞后。本文针对溢洪道的空化空蚀及掺气减蚀问题,在前人工作的基础上,结合猴子岩洞式溢洪道工程实例,对高水头大泄量溢洪道的空化空蚀问题及掺气减蚀进行了研究,通过模型试验,提出了合适的掺气槽体型,可以方便工程的施工,保证施工质量,最大限度减少空化空蚀,提高了溢洪道泄槽的安全度。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-12
  1.1 泄水建筑物的高速水流问题  9-10
  1.2 高速水流自身的特点  10
  1.3 掺气减蚀的研究现状  10-11
  1.4 本文的研究内容  11-12
2 高速水流的空化与空蚀  12-18
  2.1 空化空蚀现象  12
  2.2 空蚀破坏实例  12-14
  2.3 空蚀破坏原因  14-16
    2.3.1 影响空蚀的因素  14-16
    2.3.2 空蚀破坏的原因  16
  2.4 空化空蚀的研究意义  16
  2.5 减免空蚀的方法  16-17
  2.6 本章小结  17-18
3 掺气减蚀的工程措施  18-22
  3.1 掺气减蚀的基本理论  18-19
    3.1.1 掺气水流简介  18
    3.1.2 水流掺气的原因  18-19
    3.1.3 水流掺气程度的描述  19
  3.2 掺气减蚀设施的工程措施  19-21
  3.3 掺气减蚀研究的新方向  21
  3.4 本章小结  21-22
4 四川猴子岩工程洞式溢洪道概况及模型试验研究  22-30
  4.1 工程概况  22
  4.2 模型试验的理论基础  22-24
  4.3 模型设计与安装  24-26
  4.4 试验设备与测试方法  26-28
  4.5 模型图  28-29
  4.6 本章小结  29-30
5 掺气减蚀设施的水力特性研究  30-50
  5.1 洞式溢洪道进口的水流流态  30-31
  5.2 洞式溢洪道的泄流能力  31-32
  5.3 洞式溢洪道的掺气设施  32-34
  5.4 洞式溢洪道的沿程压强分布  34-42
  5.5 洞式溢洪道的水面线与沿程水深  42-44
  5.6 洞式溢洪道的沿程流速分布  44-46
  5.7 洞式溢洪道的当地水流空化数  46-47
  5.8 洞式溢洪道进口闸槽情况  47-49
  5.9 试验结果分析  49
  5.10 本章小结  49-50
6 掺气减蚀设施的体型优化研究  50-75
  6.1 掺气减蚀设施—挑坎加高优化方案  50-52
  6.2 掺气减蚀设施—跌槽加深优化方案  52-74
    6.2.1 洞式溢洪道的沿程压强分布  54-63
    6.2.2 溢洪洞陡槽及挑坎测点的脉动压强  63-65
    6.2.3 脉动压强试验成果  65-69
    6.2.4 脉动压强试验小结  69-70
    6.2.5 洞式溢洪道的沿程实测水深与计算掺气水深  70-71
    6.2.6 洞式溢洪道的沿程流速分布  71-73
    6.2.7 洞式溢洪道的当地水流空化数  73-74
  6.3 试验结果分析  74
  6.4 本章小结  74-75
7 结论与展望  75-76
参考文献  76-79
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  79-80
致谢  80-81

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利枢纽、水工建筑物 > 泄水建筑物 > 河岸泄水建筑物 > 溢洪道
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