跌坎型底流消能工冲击区时均动水压强计算与试验研究.pdf

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1、第12卷第5期南水北调与水利科技VoL12No．52014年1O月South-to-NorthWaterTransfersandWaterScience＆TechnologyOct．2014DOl：10．13476／j．cnki．nsbdqk．2014．05．OO4跌坎型底流消能工冲击区时均动水压强计算与试验田野，王海军，林赛，蒋霖波(1．昆明理工大学电力工程学院，昆明650051；2．云南省水利水电勘测设计研究院，昆明65OO21)摘要：应用平面紊动射流理论，对跌坎型底流消能工消力池内水流流态进行分区，并分析了冲击区水流结构。同时根据动能势能转

2、化原理，采用坐标转换的数学方法，推导出跌坎型底流消能工冲击区时均压强的经验公式。最后，利用水力学模型试验，验证了该公式的合理性，并通过改变入池能量、入射角度、跌砍深度等条件，分析了跌坎型底流消能工冲击区时均压强的变化规律。关键词：水力学模型试验；时均动水压强；紊动射流理论；经验公式；跌坎深度中图分类号：TV135文献标志码：A文章编号：1672—1683(2014)05—0014—04Time-averagedhydrodynamicpressureandexperimentalstudyofenergydissipaterwithstep-do

3、wnfloorintheimpactareaTIANYe，WANGHai-iun，LINSai2，jIANGLin-t3o(1．FacultyofElectricPowerEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650051，China；2．YunnanWaterConservancyandHydropowerSurveyandDesignInstitute，Kunming650021，China)Abstract：Theplaneturbulentjettheoryw

4、asusedtopartitiontheflowregimeinthestillingpooloftheenergydissipaterwithstep-downfloorandanalyzetheflowstructureoftheimpactarea．Basedontheprincipleofpotentialenergyconvertingintokineticenergy，theempiricalformulaoftime-averagedhydrodynamicpressureoftheenergydissipaterwithstep-

5、downfloorintheimpactareawasderivedusingthemathematicalmethodofcoordinatetransformation．Thereliabilityoftheformulawasverifiedbythehydraulicmodelexperiments．Thevariationsoftheflowpressureoftheenergydissipaterwiththestep-downfloorwereanalyzedwiththevariationsoftheincidentenergy，

6、incidentangle，anddropsilldepth．Keywords：hydraulicmodeltests；time-averagedhydrodynamicpressure；turbulentjettheory；empiricalformula；dropsilldepth跌坎型底流消能工[1是基于传统的底流消能工发展起1试验模型来的一种新型消能工，就是将传统消力池进口处地板下降成跌坎，构成跌了跌坎型的消力池。与传统的消力池相比，增试验装置采用有机玻璃制作而成。试验段尺寸为1．2加了效能率、减小水跃长度、降低了消力池的脉动压强和临mX

7、0．2m(长×宽)，试验中跌坎深度分别取0．06m、0．08底流速。跌坎型底流消能工更适用低水头、单宽流量大的工m、0．1m，入射角度分别取15。、30。，试验流量为0．006315程]。／s，0．008027n13／s，0．01032rd／s。很多学者[5对跌坎型底流消能工做了大量的研究工沿主流方向，跌坎型底流消能工水流流态可分为旋滚作，成果涉及跌坎型底流消能工池内水流流态分析、消能机区、淹没射流区、冲击区、附壁射流区。见图1。理、消力池体型的优化设计，以及跌坎深度和入射角度对底2冲击区时均动水压强经验公式的研究板时均压强、临底流速的影响，但没

8、有给出相应的经验公式。本文通过水力学模型试验研究了不同跌坎深度、入射角根据紊动射流理论[7]，跌坎型底流消能工淹没自由射度在冲击区时均动