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消力戽水力特性试验研究及工程应用

消力戽水力特性试验研究及工程应用

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作者：张功育昆明理工大学

学位级别：硕士

近几年来，水利水电工程建设在我国得到了迅速的发展，各种工程技术得到了迅速提高。其中，泄水建筑物的消能防冲技术的提高最为显著，涌现了一批新型的消能工。新型消能工都是基于传统消能工的消能技术上而发展形成的，因此，对于传统... 详细信息

近几年来，水利水电工程建设在我国得到了迅速的发展，各种工程技术得到了迅速提高。其中，泄水建筑物的消能防冲技术的提高最为显著，涌现了一批新型的消能工。新型消能工都是基于传统消能工的消能技术上而发展形成的，因此，对于传统消能工的水力特性研究极为重要。传统的消能工有：底流消能工、挑流消能工、面流消能工和戽流消能工四种。其中，戽流消能王是一种体型简单，工程量小，消能效果良好的消能工，在水利水电工程中已得到广泛的应用。因此，本文重点对消力戽消能工的水力特性的进行分析讨论和试验研究。本文首先叙述了传统消能工的消能特点以及新型消能技术的发展及应用，阐述了消力戽消能工的研究现状及其存在的问题。如何保证在几种典型流量下，消力戽中皆能形成稳定戽流，这是工程设计时难以解决的问题。同时，如何根据一定的水力边界条件，找出最优的体型也是一个需要研究的问题。因此，本文对消力戽消能工的水力特性进行了研究，并重点分析研究了消力戽的界限水深。本文重点研究了消力戽的水力特性，介绍了连续式消力戽体形的确定方法和注意事项;分析讨论了关于消力戽上、下限水深计算公式的有的研究成果，并提出了自己的经验公式;分析讨论了消力戽下游水流的衔接条件及消能率的计算方法。为了进一步分析论证消力戽的水力特性，本文进行了试验研究。根据试验研究的情况和内容，分析对比了五种关于下限水深的计算公式，得出了本文所推荐的经验公式和具有一定的实用性的结论。对消力戽形成戽流流态的上限水深、冲坑位置、深度、涌浪水深以及对应的消能率进行试验研究和论证。油房沟水电站溢流表孔泄洪消能方式在初设时是采用消力戽消能，为了检验其合理性，进行了水工模型试验研究。试验中观测了溢流表孔的过流能力，反算出流量系数;观测了溢流表孔上的时均动水压力及流态;观测了消力戽的消能效果;观测了下游河床的冲淤情况。通过试验分析研究，通过对原方案的修改，形成推荐方案。在推荐方案中，考虑到溢洪道表孔单宽流量较大，下游水位不高，表孔出坎水流在反弧段形成不了戽流，而表现为下部水流为剪切消能，上部水流为挑流消能，并且上部水流沿程没有得到充分消能，而且在与下游水流衔接的落水处又转变为面流消能。经多种体型的试验研究和对试验结果的计算分析，确定一种以剪切消能为主的消能工体型。最后，在油房沟模型试验的基础上，对溢流表孔体形进行修改，使得在消力戽内形成稳定戽流。通过消力戽在油房沟水电站中的研究及应用，充分的证实了本文的研究内容对消力戽在实际工程中的应用具有一定的参考指导作用。

关键词：消力戽消能工上限水深下限水深消能率模型试验油房沟水电站

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