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加糙消力池水力特性研究

作　者: 孙韵
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: 泄洪闸加糙消力池水力特性设计方法
分类号: TV135.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 62次
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内容摘要

随着我国经济建设和水利事业的迅速发展,泄洪建筑物的水力设计和消能防冲问题的研究成了工程中的关键性技术问题。本文对泄洪闸下消能的应用和发展进行了回顾,针对底流消能的局限性,结合实际工程提出了加糙消力池的概念。在总结前人研究工作的基础上通过理论分析和模型试验对加糙消力池的水力特性进行了较为系统的研究,包括结构布置、水流流态、泄流能力、压强特性、冲坑范围及深度等方面。主要的研究内容及成果如下:1.介绍了泄洪闸四种体型结构布置形式,通过模型试验研究了四种体型的泄流能力及水流流态。通过比较可知,加糙后水流平稳,降低跃后水深和尾坎高程,且不增加消力池长度。2.研究了泄洪闸四种体型的水力特性。通过比较知,加糙后下游流速分布均匀,加糙衰减了脉动压强,冲刷后下游基本没有冲坑,消能效果好。3.提出了加糙消力池及相应的设计方法;给出了C₀水面曲线长度的精确解和加糙河床上水跃共轭水深比的显示解;测定了一种简单加糙体型的等效曼宁糙率系数和等效阻力系数;给出了一个高佛氏数传统消力池与加糙消力池池长对比的算例。4.进行了不同加糙体的试验研究。结合实际工程进行试验研究,所得各项指标良好,说明加糙方法适宜于实际工程,且工程量不大。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-17
  1.1 闸坝枢纽概述  9-10
  1.2 泄洪消能概述  10-15
    1.2.1 泄洪消能  10-11
    1.2.2 泄洪消能方式  11-14
    1.2.3 新型消能工发展  14-15
  1.3 加糙消力池的提出  15-16
  1.4 本文的研究内容  16
  1.5 本章小结  16-17
2 消力池内水流流态  17-30
  2.1 工程概况  17-18
  2.2 模型试验概述  18-20
    2.2.1 相似准则与模型比尺  18-19
    2.2.2 模型材料、制造与安装  19
    2.2.3 试验测试手段  19-20
  2.3 结构布置与体型比较  20-22
  2.4 不同体型的泄流能力  22-25
    2.4.1 体型一的泄流能力  23
    2.4.2 体型二的泄流能力  23-24
    2.4.3 体型三的泄流能力  24
    2.4.4 体型四的泄流能力  24-25
    2.4.5 结论  25
  2.5 不同体型的水面线测量  25-29
    2.5.1 体型一的水面线  26
    2.5.2 体型二的水面线  26-27
    2.5.3 体型三的水面线  27-28
    2.5.4 体型四的水面线  28-29
    2.5.5 结论  29
  2.6 本章小结  29-30
3 常规底流消能的水力特性  30-40
  3.1 流速分布  30-34
    3.1.1 体型一的流速分布  30-31
    3.1.2 体型二的流速分布  31
    3.1.3 体型三的流速分布  31-32
    3.1.4 体型四的流速分布  32-33
    3.1.5 结论  33-34
  3.2 脉动压强  34-37
    3.2.1 脉动压强的影响  34
    3.2.2 脉动压强的分类  34-35
    3.2.3 不同体型的脉动压强比较  35-37
  3.3 冲刷研究  37-39
    3.3.1 水闸下游的水流流态  37-38
    3.3.2 水闸下游冲刷的原因与措施  38
    3.3.3 消力池后的冲刷  38-39
  3.4 本章小结  39-40
4 加糙消力池及其水力设计  40-51
  4.1 三类加糙消力池  40-41
  4.2 C_0曲线的长度l_(C_0)  41-42
  4.3 加糙后的共轭水深比与水跃长度  42-45
  4.4 槛状糙体的等效糙率n与等效阻力系数C_D  45-46
  4.5 两种消力池设计方法比较  46-49
    4.5.1 用传统方法设计  46-47
    4.5.2 加糙消力池设计  47-49
  4.6 两种消力池的消能途径  49-50
  4.7 本章小结  50-51
5 加糙消力池的工程应用  51-76
  5.1 单体模型和整体模型试验的比较  51-53
  5.2 加糙消力池设计思想  53-54
  5.3 加糙方式的试验研究  54-65
  5.4 加糙消力池整体模型试验研究  65-75
    5.4.1 整体模型河床沙的选择  65-66
    5.4.2 加糙整体模型试验结果  66-75
    5.4.3 结论  75
  5.5 本章小结  75-76
6 结论与展望  76-77
  6.1 结论  76
  6.2 展望  76-77
参考文献  77-80
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  80-81
致谢  81-82

加糙消力池水力特性研究

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