龙羊峡底孔突扩掺气体型的空化特性

龙羊峡底孔泄水道是龙羊峡工程最低一层泄洪设施 ,特点是采用突扩跌坎掺气体型 ,工程运用中产生了较严重的冲蚀破坏 ,为此进行了减压模型试验。试验着重对其空化特性进行了测试、分析 ,并对实际中产生冲蚀破坏的原因进行了探析 ,多方面的不利因素 (高流速、突扩跌坎体型掺气的不充足、施工的种种不平整度 )同时存在 ,引起冲蚀破坏。

前置突扩突跌掺气设施曲线阶梯水流掺气特性数值计算

采用Realizable k-ε紊流模型和水气两相流Mixture模型对不同流量下前置突扩突跌掺气设施曲线阶梯连接段水流进行了数值模拟,得到了连接段边墙、底板及水流内部掺气量分布规律。结果表明:突扩突跌掺气设施形成的掺气空腔长度和形态与试验结果吻合,测点处掺气量的计算值大于试验值,但计算值与试验值随流量增大而增大的变化规律基本一致;在单宽流量大于28 m^(2)/s时,水流通过突扩突跌掺气设施后均能形成稳定的侧空腔和底空腔;在流经阶梯段过程中,掺气作用逐渐从四周向内部发展,最后形成均匀的掺气水流;连接段突扩突跌掺气设施和阶梯的联合作用能够有效地提高水流在底板和边墙处的掺气量;在单宽流量为54 m^(2)/s时,连接段末端掺气均匀水流的掺气量高达20%。通过设置前置突扩突跌掺气设施,能有效提高大单宽流量阶梯水流掺气量,降低泄洪建筑物产生空蚀破坏的风险。

龙羊峡底孔泄水道冲蚀破坏成因探析

龙羊峡底孔泄水道是龙羊峡工程最低一层泄洪设施 ,特点是采用突扩跌坎掺气体型 ,工程运用中产生了较严重的冲蚀破坏 ,为此进行了减压模型试验。试验着重对其空化特性进行了测试、分析 ,并对实际中产生冲蚀破坏的原因进行了探析 ,多方面的不利因素 (高流速、突扩跌坎体型掺气的不充足、施工中的种种不平整度 )同时存在 。

三河口水利枢纽放空泄洪底孔体型优化研究

三河口水利枢纽放空泄洪底孔泄洪时最大工作水头为94.7 m,出口最大流速约40 m/s。鉴于工程运行中存在的水头高、流速大、事故门槽和工作门槽结构相对复杂等特点,为解决高速水流下的空化空蚀问题及高水头弧门止水问题,对放空泄洪底孔体型进行了研究和优化,采用的突扩突跌掺气体型和偏心铰弧门满足闸门止水和掺气减蚀要求。经水工模型试验验证,放空泄洪底孔过流流态、泄洪消能体型设计能够确保工程运行安全、可靠。

高水头冲沙放空洞边墙空蚀破坏原因探讨

有压接无压突扩突跌掺气设施掺气效果关系到工程泄洪安全。结合工程实例,通过模型试验对突扩突跌掺气水流流态、掺气空腔形态、壁面压力分布及水流空化特性等水力特性进行测试与分析。研究表明,高速水流突扩后冲击渐扩边墙起点附近,水流反射脱离壁面后引起局部压力条件恶化,同时,该处掺气空腔长度不足,边壁掺气浓度偏小,没有很好起到掺气减蚀作用,从而导致边墙空化空蚀发生。研究成果可为工程成功修复提供重要参考。