不同跌坎体型对掺气减蚀的影响研究
Study on the Influence of Different Drop Bucket Size on the Gas Content Reduction
国内高山峡谷地区分布众多,其特殊的地形地貌,决定了水利水电工程枢纽布置的独特性.由于输、泄水建筑物上下游落差大,出口水流所具有的流速也大,致使压能降低,甚至出现负压,易于引起建筑物空蚀破坏.空蚀不仅仅破坏泄水建筑物出口的过流表面,严重时会导致主体工程破坏等.已有研究表明:利用人工掺气向水流低压区通气是防止空穴产生的有效办法.论文针对泄洪洞出闸水流的可能的空化空蚀现象,通过物理模型试验研究,测试0*0mm、4*4mm、8*8mm、12*12mm、16*16mm等不同跌坎断面尺寸条件下的压力及流速分布.成果表明,随着跌坎尺寸由0*0mm逐渐加大至12*12mm时,测点空穴数逐渐增大;跌坎尺寸继续加大到16*16mm时,压力和流速的变化则不再明显,空穴数的变化也趋于稳定,掺气量渐趋饱和.因此,得出模型试验条件下,跌坎断面尺寸12*12mm或16*16mm时,掺气减蚀效果明显.论文对出闸水流进行数值模拟,分别计算了模型尺寸跌坎为0*0mm、12*12mm、16*16mm三种不同跌坎断面尺寸条件下的压力及流速分布.根据数值模拟的成果,在跌坎尺寸为0*0mm时,在折坡段负压最为明显,而在跌坎尺寸为12*12mm、16*16mm时,在三个断面处负压得到了明显的回升,流速也有降低,但跌坎尺寸为12*12mm、16*16mm时,压力与流速并无明显的变化.数值模拟的计算结果与物理模型试验研究成果能够吻合.在此基础上,将成果用于某水库泄洪洞工程,得出跌坎体型尺寸为400*400mm~500*500mm时,可有效减轻闸后水流的空穴数,减轻空蚀破坏发生的可能性.
- 作者：
- 李京蔚
- 学位授予单位：
- 云南农业大学
- 专业名称：
- 农业水土工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 邱勇
- 中图分类号：
- TV135.2
- 关键词：
- 高速水流；模型试验；数值模拟；掺气；跌坎；空穴数
- high speed flow; model test; numerical simulation; drop; cavitation number;