多股多层淹没射流消能水流流态及漩涡特性研究

利用多股多层淹没射流消能时消力池内流态非常复杂,有漩涡产生,可能威胁消力池安全进而危及枢纽工程。引入高速摄像系统,采用大比尺物理模型对消力池水流流态及漩涡特性进行了研究。结果表明:高低坎消力池底部产生较大尺度的回流旋滚,回流旋滚与消力池水体发生强剪切作用并在跌坎与池首的角隅处生成横轴漩涡和立轴漩涡,部分横轴漩涡横向发展会转变为近边墙立轴漩涡;水跃旋滚与消力池水体发生强剪切作用在跌坎与池首的角隅处生成立轴漩涡和纵轴漩涡;横轴漩涡、立轴漩涡和纵轴漩涡是间歇性、随机和游移的。

多股多层淹没射流消能回流旋滚特性研究

多股多层淹没射流在消力池内呈三元复杂流态,水体紊动剧烈,射流推雍水体受阻,在消力池底部向上游运动,形成顺时针立面大回流。跌坎下消力池内的漩涡由回流产生,可能威胁消力池安全而危及枢纽工程。通过引入VOF方法和RNG模型,进行某水电站多股多层淹没射流消能消力池水流特性的三维数值模拟,获取了高低坎消力池底部回流旋滚的基本特性。回流旋滚的长度与下游水位成反S形曲线关系,随着下游水位的增加,回流旋滚长度减小并向池首移动。

多股多层水平淹没射流数值模拟研究

多股多层水平淹没射流是一种新型消能型式。本文采用VOF(VolumeofFluid)法和RNGk-ε紊流模型结合向家坝水电工程对多股多层水平淹没射流进行了三维数值模拟,将计算值与实验值进行了对比,计算值与实测值吻合较好,表明数值模拟方法是研究消力池水流运动规律及消能机理的有效途径。文中分析讨论了多股多层射流进入消力池后的水流结构与消能机理,研究结果表明:多股、多层射流进入消能水体时,在各主流的四周有一个消能旋滚,形成多个强剪切层消能区,消能率较高,但在平面上没有形成明显的、贯穿的立轴旋涡。同时,由于各漩滚的相互作用,能有效减小对消力池固壁的冲刷。

多股多层水平有压淹没射流消能特性研究

对多股多层水平淹没射流有压体型消能特性和水力特性进行了消能分析和试验研究.实测的消力池底板压力分布特性、流态稳定性、流速衰减规律表明,采用有压射流将高速下泄水流导入下游水体中,利用三元强剪切及紊动消能,可大大降低临底流速,减小消力池底板上的动水冲击,增加淹没射流消能的稳定性,减小了雾化对周围环境的影响,是一种消能率高、低雾化、适应性较好、安全的新型消能方式.但是,对于中孔进口位置较低的水利枢纽工程存在深水闸门受力过大及开启条件限制较多等不足.

多股多层水平淹没射流的试验研究

从模型试验的角度,测量了消力池内底板压力分布规律、水面流态、流速分布和脉动压强,着重分析了泄水孔出口体型、表中孔高程、跌坎形式、表中孔间中隔墩长度等体型参数对流态稳定性、水力特性和消能率的影响,研究了消能机理。研究表明,该新型消能形式具有流态稳定、适应性强、低雾化、高消能率的特点。结合某实际工程,提出中孔泄槽以等宽或微收缩为宜,表中孔最优坎高差应大于中孔水流的主流水深、延长隔墩有利于稳定水流流态等建议,为工程设计提供了科学依据。

多股多层水平淹没射流消能工水力特性试验研究

多股多层水平淹没射流消能工具有雾化较低、消能效率较高、流态稳定、对下游水位变幅有较强的适应性等特点,对水头高、流量大且泄洪前沿宽度有限,单宽流量较大的水电工程,可以有效地解决其泄洪消能难题。该文通过理论分析与物理模型试验,对多股多层水平淹没射流消能工的水力特性进行了分析与研究。结果表明:中孔高程、表孔高程和表中孔高程差等参数的选择对消力池的临底流速、浪高和尾坎处的波动都是重要的。

多股多层水平淹没射流模型试验与数值模拟研究进展

针对多股多层水平淹没射流新型消能工特点,采用模型试验与数值模拟相结合方法,比较分析了国内外研究现状,并评述了预测能力,探讨了消能效果及影响因素,为未来研究方向提供了参考。

多股多层水平淹没射流新型消能工理论探析

针对高水头、大单宽流量水利水电工程泄洪消能问题,介绍了一种多股多层水平淹没射流新型的泄洪消能型式,基于国内外研究基础,探讨了基本理论并进行了对比分析。结果表明,该消能方式流态稳定性好、临底流速低、消能率高,值得推广应用。

新型射流消能的流态演变与极限临底流速研究

多股多层水平淹没射流流态演变复杂,其极限临底流速受泄水建筑物出口体型影响大。针对向家坝水电站所采用的多股多层水平淹没射流的消能型式,通过物理模型试验,分析影响其效率效果的18个物理参数。表孔单独泄洪条件下,消力池内分别呈自由射流、半潜射流、淹没射流及回复底流的流态演变;中孔单独泄洪条件下,其出现偏流,并随下游水位的升高而消失,同时空间扩散比对其流态演变影响明显;联合泄洪时,下游水位对其流态演变影响明显,同时表孔适当收缩对流态改变影响明显。研究表明:表孔单独泄洪时,影响其最大临底流速的参数为出口跌坎高程和水流弗氏数;中孔单独泄洪时,影响最大临底流速的主要参数为出口跌坎高程和跌坎底坡比;联合泄洪时,影响其最大临底流速的参数为表孔收缩比、表孔侧收缩比、表中孔出口高程差、表中孔出口水流弗氏数及中孔跌坎底坡比。展望了高水头、大流量、低雾化泄洪消能的研究前景。

泄洪消能新技术在向家坝工程中的应用

向家坝水电站泄洪消能具有高水头、大单宽流量、多泥沙的特点,泄洪消能布置要考虑发电、通航、防洪和拦沙等因素的影响.多股多层水平淹没射流是一种新型消能型式,可降低消力池出池水流的波动、底板压强及临底流速,具有流态稳定、消能效率高、雾化低、适应性强等特点,较好地解决了向家坝水电站泄洪消能问题,为同类工程及环境影响要求较高的工程提供了重要参考,同时也丰富了泄洪消能工的型式.