明槽异型底坎水力特性研究

发布时间：2024-03-02 04:10

　　随着我国水利事业的迅速发展,高坝的建设日益增多,使得高速水流引起的各种水力学问题更受到重视,其中最重要的问题之一是高速水流引起的空蚀破坏问题。减免空蚀破坏最经济有效的方法是设置掺气减蚀措施。目前,工程上设置掺气减蚀措施的类型有很多,如掺气挑坎、掺气跌坎、掺气槽或其组合式。本文通过模型试验,研究了泄槽底部设置较为特殊的凸型掺气坎和凹型掺气坎的水力特性,并与直线型掺气坎进行对比,分析了三种坎型坎后的空腔特性、掺气浓度以及脉动压强等特性,并总结出三种坎型的优缺点。主要研究内容与结论如下:(1)通过控制变量法研究了三种坎型的掺气空腔长度和空腔回水流态。对比分析了不同坎型的空腔长度、空腔回水深度与单宽流量、弗劳德数的关系,并对单宽流量q和空腔回水深度d的关系进行函数拟合。研究表明相同流量下直线型掺气坎的空腔长度最大;凸型掺气坎和凹型掺气坎都有利于减弱空腔回水。(2)分析了三种坎型近底板和近侧墙区域掺气浓度变化规律。不同流量下三种掺气坎在水舌落点后一定距离(距离掺气坎后x=80cm)之前,相同流量下近底板的掺气浓度为凸型掺气坎的最大,直线型掺气坎的次之,凹型掺气坎的最小;近侧墙掺气的浓度则为直线型...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 课题来源
    1.4 研究内容
    1.5 本章小结
第二章 高速水流的相关水力现象
    2.1 空化与空蚀
        2.1.1 空化与空蚀的概述
        2.1.2 空化的分类
        2.1.3 空化的影响
        2.1.4 空蚀破坏的工程实例
        2.1.5 造成空蚀破坏的原因
    2.2 掺气水流
        2.2.1 掺气水流概述
        2.2.2 掺气水流的形成
        2.2.3 水流掺气浓度
    2.3 掺气减蚀措施
        2.3.1 减免空蚀措施的分类
        2.3.2 掺气减蚀设施的作用机理
        2.3.3 设置掺气减蚀设施的基本原则
        2.3.4 掺气减蚀设施体型的分类
    2.4 脉动压强
        2.4.1 脉动压强的形成过程
        2.4.2 脉动压强特征值
    2.5 本章小结
第三章 试验设计
    3.1 试验模型
    3.2 掺气坎
    3.3 试验设计
        3.3.1 试验测点布置
        3.3.2 试验工况设计
        3.3.3 试验仪器
    3.4 本章小结
第四章 不同掺气坎对水流空腔特性的影响
    4.1 空腔长度概述
    4.2 空腔长度的计算方法
        4.2.1 抛射体公式
        4.2.2 因次分析经验公式
        4.2.3 微元法
    4.3 单宽流量与空腔长度的关系
    4.4 弗劳德数Fr与空腔长度的关系
    4.5 空腔回水试验研究
        4.5.1 空腔回水概述
        4.5.2 单宽流量q与空腔回水深度d的关系
        4.5.3 弗劳德数Fr与空腔回水深度d的关系
        4.5.4 空腔回水流态
    4.6 本章小结
第五章 不同掺气坎掺气浓度沿程变化规律
    5.1 相同流量下三种坎型掺气浓度对比
    5.2 不同流量下三种坎型掺气浓度对比
        5.2.1 不同流量下直线型掺气坎掺气浓度对比
        5.2.2 不同流量下凸型坎掺气浓度对比
        5.2.3 不同流量下凹型坎掺气浓度对比
    5.3 本章小结
第六章 不同掺气坎脉动压强特性分析
    6.1 脉动压强概述
    6.2 不同坎型时均压强沿程变化规律
    6.3 不同坎型脉动压强幅值特征研究
        6.3.1 相同流量下三种坎型脉动压强幅值变化规律
        6.3.2 不同流量下三种坎型脉动压强幅值变化规律
    6.4 不同坎型脉动压强概率分布及其特征值研究
        6.4.1 相同流量下脉动压强概率分布及其特征值研究
    6.5 不同坎型脉动压强频谱特性研究
        6.5.1 相同流量下三种坎型脉动压强频谱特性研究
        6.5.2 不同流量下三种坎型脉动压强频谱特性研究
    6.6 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3916313