高水头旋流阻塞复合内消能工水力特性研究

作     者：王立杰 李奇龙 张鹏君 李江波 WANG Lijie;LI Qilong;ZHANG Pengjun;LI Jiangbo

作者机构：水能资源利用关键技术湖南省重点实验室湖南长沙410014 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙410014 西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 中国市政工程西北设计研究有限公司甘肃兰州730000 

出 版 物：《水资源与水工程学报》 (Journal of Water Resources and Water Engineering)

年 卷 期：2024年第35卷第2期

页      面：115-121页

核心收录：

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：水能资源利用关键技术湖南省重点实验室开放研究基金项目(PKLHD201804) 陕西省自然科学基础研究计划一般项目(青年)(2019JQ-064) 

主　　题：旋流阻塞复合内消能工 阻塞 空腔旋流 模型试验 数值模拟 水力特性 

摘      要：旋流阻塞复合内消能工是适用于高坝泄洪消能的一种新型消能工,为了分析其在超高作用水头下的泄洪消能适用情况,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,对200 m作用水头条件下该消能工的水力特性进行了研究。结果表明:泄流量为1547 m^(3)/s,略大于设计值,满足泄流要求;洞内形成了稳定的空腔旋流,旋流洞段空腔直径约6~7 m,旋流角约60°,壁面压强约110×9.8 kPa,最大点流速约45 m/s;起旋器与旋流洞段为0.050~0.274 Hz的低频脉动,且水流空化数均大于1.2,运行安全;阻塞扩散段末端最小瞬时负压为-3.81×9.8 kPa,且水流空化数较小,但水流掺气率较高,有利于减免发生空蚀;阻塞扩散段末脉动优势频率为46.99 Hz;总消能率达82.1%,消能率高。研究成果可为该复合消能工在高水头下的泄洪消能应用提供参考。