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高水头阀门顶止水抗冲磨与变形特性试验

工程力学 2018年第A1期35卷 349-354页

作者：王新胡亚安严秀俊南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 南京水利科学研究院通航建筑物建设技术交通行业重点实验室江苏南京210029

针对高水头阀门顶止水破坏的主要影响因素,提出三种止水材料配方,设计具有相同条件的试验方法,采用水下棱石法开展止水材料抗冲磨试验;研发阀门顶止水1∶1切片试验装置,制作不同型式阀门顶止水试件,进行止水安装变形特性、不同水头压力... 详细信息

针对高水头阀门顶止水破坏的主要影响因素,提出三种止水材料配方,设计具有相同条件的试验方法,采用水下棱石法开展止水材料抗冲磨试验;研发阀门顶止水1∶1切片试验装置,制作不同型式阀门顶止水试件,进行止水安装变形特性、不同水头压力变形特性试验。研究表明:止水表面冲磨破坏呈现波纹状特征,随材料硬度增大,止水表面冲磨趋于光滑、抗冲磨性能降低,相对而言,配方2抗冲磨性能略优;随着安装荷载或水头差的增大,止水变形近似线性增大,"半圆头型"止水相对较优;在高水头作用下止水变形较大,在止水现场安装时可考虑适当预留间距,以降低压缩变形及应力。

关键词：高水头船闸阀门顶止水材料性能切片试验

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泄水建筑物空蚀与冲磨耦合作用机制试验研究

工程力学 2020年第S1期37卷 63-67,90页

作者：王新胡亚安李中华钱文勋南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 南京水利科学研究院通航建筑物建设技术交通行业重点实验室江苏南京210029

为真实模拟泄水建筑物空蚀与冲磨复杂的破坏行为,基于Venturi空化空蚀发生器结构特点和水力学Bernoulli原理,发明了高压高速水流自动挟沙装置,设计并制作了空蚀与冲磨混合作用试验系统。利用研发的装置开展了系列试验,探讨了高速水流空... 详细信息

为真实模拟泄水建筑物空蚀与冲磨复杂的破坏行为,基于Venturi空化空蚀发生器结构特点和水力学Bernoulli原理,发明了高压高速水流自动挟沙装置,设计并制作了空蚀与冲磨混合作用试验系统。利用研发的装置开展了系列试验,探讨了高速水流空蚀与冲磨混合作用机制。研究表明,空蚀与冲磨混合作用下,材料表面呈现出空蚀与冲磨复合破坏特征,混合作用下的破坏程度明显大于单独作用,空蚀与冲磨之间存在一定的促进和增强作用,空蚀的冲击在材料表面产生的孔洞及散粒体骨架结构,在冲磨切削作用下加速破坏,空蚀使冲磨破坏更加容易。

关键词：泄水建筑物空蚀冲磨耦合作用试验方法

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船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律

水科学进展 2016年第2期27卷 186-195页

作者：徐进超李云宣国祥刘本芹金英南京水利科学研究院江苏南京210029 交通运输部通航建筑物建设技术交通行业重点实验室江苏南京210000

结合工程实际,研究利用船闸泄水进行下游引航道清淤,对减少清淤成本、提高通航效率有着重要的工程价值。建立枢纽及船闸下游引航道的二维水沙数学模型,采用已有模型试验对水流场和泥沙场进行验证。研究引航道及口门区的泥沙淤积规律,在... 详细信息

结合工程实际,研究利用船闸泄水进行下游引航道清淤,对减少清淤成本、提高通航效率有着重要的工程价值。建立枢纽及船闸下游引航道的二维水沙数学模型,采用已有模型试验对水流场和泥沙场进行验证。研究引航道及口门区的泥沙淤积规律,在此基础上,分析船闸输水系统的水力特性,研究了不同冲刷流量、冲刷时间和初始淤积厚度下引航道及口门区的冲刷效果,得出船闸泄水量与引航道及口门区最大淤积厚度的关系。结果表明,在同一初始淤积地形和冲刷流量下,引航道及口门区的最大淤积厚度与冲刷时间呈线性变化,冲刷流量越大,泥沙厚度下降的斜率越大。淤积厚度低于一定值后,随冲刷时间的增加,冲刷效果开始减弱。

关键词：引航道淤积冲刷水沙模型

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中高水头船闸平面阀门设计与工程实践

水运工程 2019年第10期 73-79页

作者：王新严秀俊李媛南京水利科学研究院通航建筑物建设技术交通行业重点实验室

平面输水阀门在中高水头船闸工程中应用逐渐增多,多次突破其通常的应用范围,并取得很好的效果。针对平面阀门在我国中高水头船闸应用中存在的主要技术问题,综合近年来设计、科研和工程实践等方面的成果,就平面阀门在空化、振动、动水启... 详细信息

平面输水阀门在中高水头船闸工程中应用逐渐增多,多次突破其通常的应用范围,并取得很好的效果。针对平面阀门在我国中高水头船闸应用中存在的主要技术问题,综合近年来设计、科研和工程实践等方面的成果,就平面阀门在空化、振动、动水启闭等问题上取得的进展进行分析。结果表明:门楣自然通气、窄门槽、合理的底缘形式等综合措施很好地解决了阀门段空化问题,双面板结构显著提升了阀门整体刚度、减小了阀门结构的振动响应、改善了阀门的受力状态。

关键词：船闸平面阀门中高水头技术进展

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向家坝升船机船厢防撞系统实船撞击试验

水力发电学报 2019年第1期38卷 12-19页

作者：王新胡亚安南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029 南京水利科学研究院通航建筑物建设技术交通行业重点实验室南京210029

船厢防撞系统是保障大型升船机运行安全的重要设备,已成为通航验收关注的焦点。为考察向家坝升船机船厢防撞装置的有效性和可靠性,揭示"缓冲油缸+防撞绳"型式防撞系统的工作机制,开展了防撞装置现场实船撞击试验。研究表明,防撞装置有... 详细信息

船厢防撞系统是保障大型升船机运行安全的重要设备,已成为通航验收关注的焦点。为考察向家坝升船机船厢防撞装置的有效性和可靠性,揭示"缓冲油缸+防撞绳"型式防撞系统的工作机制,开展了防撞装置现场实船撞击试验。研究表明,防撞装置有效阻拦代表性船舶五次不同速度撞击,防撞装置设计合理、功能可靠;在0.6 m/s超设计速度、超设计动能的船舶撞击下,缓冲油缸达到了第一级溢流状态,防撞绳最大拉力51 t,预断接头最大应力254.5 MPa,未达到材料的屈服强度,船舶最大缓冲距离2.43 m,在设计容许范围内;防撞装置受力与船舶撞击速度总体呈线性关系,船舶冲击动能主要由缓冲油缸做功承担,缓冲油缸耗散能量占船舶冲击动能的75%以上。

关键词：升船机船厢防撞装置工作特性原型试验

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船舶进出船厢下沉量预测

水运工程 2020年第11期 12-17页

作者：傅陆志丹胡亚安南京水利科学研究院通航建筑物建设技术交通行业重点实验室江苏南京210029

由于升船机承船厢断面系数较小,船舶进出船厢是一个复杂的三维水流与船舶运行耦合的问题,水力学问题十分复杂。需要根据船舶航行下沉量制定合理的船舶吃水控制标准和船舶航行方式,防止船舶发生触底以保障船舶航行及船厢对接安全。首先... 详细信息

由于升船机承船厢断面系数较小,船舶进出船厢是一个复杂的三维水流与船舶运行耦合的问题,水力学问题十分复杂。需要根据船舶航行下沉量制定合理的船舶吃水控制标准和船舶航行方式,防止船舶发生触底以保障船舶航行及船厢对接安全。首先介绍了船舶进出船厢过程中船舶航行特性,分析船舶下沉量的主要影响因素,概述前人进行的理论分析和公式推导,总结相关经验公式。其次,针对船舶进出船厢这一过程,对比分析了各经验公式的计算结果。最后提出未来船舶进出升船机船厢下沉量研究工作的方向与内容。

关键词：下沉量承船厢升船机

三峡升船机145m水位上游对接厢内水面波动特性实船试验研究

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水运工程 2020年第12期 1-6页

作者：胡亚安王新陈莹颖傅陆志丹南京水利科学研究院通航建筑物建设技术交通行业重点实验室江苏南京210029

与其他升船机相比,三峡升船机具有上游通航水位变幅大的特点,同时还受三峡五级双线船闸充水影响。通过4条不同船型、尺度、排水量的船舶13个航次的实船试验,获取了三峡升船机上游145 m水位下,上游水位变化对船厢对接过程的影响,主要内... 详细信息

与其他升船机相比,三峡升船机具有上游通航水位变幅大的特点,同时还受三峡五级双线船闸充水影响。通过4条不同船型、尺度、排水量的船舶13个航次的实船试验,获取了三峡升船机上游145 m水位下,上游水位变化对船厢对接过程的影响,主要内容为船厢水面波动及变化特性,为三峡升船机过机船舶技术要求的制定提供了重要依据。研究发现,当上游水位在145~150 m时,受双线船闸充水影响,升船机上游引航道水位变化对船厢上游对接影响明显加剧,且易导致船厢水深不足,影响升船机及船舶安全。

关键词：三峡升船机承船厢水面波动实船试验

龙滩第二级升船机船舶出厢过程水力特性综合研究

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水运工程 2020年第11期 18-25,70页

作者：陈莹颖胡亚安李中华傅陆志丹南京水利科学研究院通航建筑物建设技术交通行业重点实验室江苏南京210029

龙滩水电站通航建筑物为两级带中间渠道的垂直升船机,设计船型为1000吨级机动驳。通过物理模型试验的方法,进行船舶出龙滩第二级升船机船厢的试验,研究船舶出厢过程中船厢内水面波动、船舶下沉量、对接锁定机构荷载等水力特性。研究结... 详细信息

龙滩水电站通航建筑物为两级带中间渠道的垂直升船机,设计船型为1000吨级机动驳。通过物理模型试验的方法,进行船舶出龙滩第二级升船机船厢的试验,研究船舶出厢过程中船厢内水面波动、船舶下沉量、对接锁定机构荷载等水力特性。研究结果表明:从升船机对接安全和船舶航行安全角度出发,为满足最大吃水为2.4 m的1000吨级船舶过机,船厢设计水深3.5 m,船舶出厢航速应≤0.7 m s。

关键词：龙滩水电站通航建筑物升船机中间渠道水力特性船舶下沉量

60米级省水船闸输水阀门段空化特性及防空化措施

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水运工程 2021年第2期 12-16,43页

作者：薛淑严秀俊向茂铭南京水利科学研究院通航建筑物建设技术交通行业重点实验室江苏南京210029

通过恒定流减压箱模型试验,针对60米级省水船闸充、泄水阀门段的空化特性进行研究。明确了阀门段空化源,计算不同开度的空化数,获得空化范围、空化形态和空化强度,并提出掺气减蚀的防空化措施,推荐了合理的掺气量。试验结果表明,采用阀... 详细信息

通过恒定流减压箱模型试验,针对60米级省水船闸充、泄水阀门段的空化特性进行研究。明确了阀门段空化源,计算不同开度的空化数,获得空化范围、空化形态和空化强度,并提出掺气减蚀的防空化措施,推荐了合理的掺气量。试验结果表明,采用阀门门楣自然通气能抑制门楣及底缘空化、采用阀后突扩体跌坎强迫通气措施能充分抑制跌坎和升坎空化,两项通气措施相结合能够有效解决60米级省水船闸充、泄水阀门段的空化问题。

关键词：船闸输水阀门空化掺气