有压管道内的泥沙冲淤特性

为明确复杂地形条件下有压管道内泥沙的运动特征与临界不淤流速,采用模型试验研究了不同粒径泥沙在不同运动状态下的水流流速,分析了泥沙粒径、加沙量与泥沙级配对临界不淤流速的影响。结果表明,间歇式运动状态下,粒径介于(0.075~0.600)mm的泥沙在管道上升段与水平段呈多个椭圆状运动,较陡的下降段呈带状分布,粒径介于(0.600~1.250)mm的泥沙在管道内呈山丘状运动;泥沙运动状态的临界水流速度随泥沙粒径的增大呈增加趋势,且连续式推移状态为最佳泥沙输送状态;临界不淤流速均随泥沙粒径、加沙量、泥沙级配的增大而增大,泥沙粒径是影响临界不淤流速的主要因素,加沙量与泥沙级配是影响临界不淤流速的次要因素。研究结果可为复杂地形条件下有压引水管道工程的设计和应用提供参考。

盾构排浆管道内块石流速分析与沉积临界泥浆流速公式推导

为了明晰排浆管道内各种块石的流速情况,探讨块石沉积形成的管道堵塞和泥浆流速的关系,首先,根据流体力学基本方程推导出泥浆液动力计算式;然后,从运动力学角度对水平、斜向上、斜向下、垂直向上管道内的石块取最难排出的状态进行受力分析;最后,对不同形状、不同粒径石块,在不同倾斜角度的泥浆通道内随泥浆流动,达到受力平衡时和泥浆流速差值计算公式进行推导,进而分析推导出各种块石沉积临界泥浆流速计算公式,并设定工程数据试算。得出以下结论:1)不同尺寸、不同形状、不同密度的块石在不同倾角排浆管道内差速流动、流动速度自动分级、沉积临界泥浆流速不同;2)密度小、体积小的块石运动速度快、沉积临界泥浆流速小;3)相同重量、密度的块石,球形的运动速度最快、沉积临界泥浆流速最小,正方体形的次之,长条形的运动速度最慢、沉积临界泥浆流速最大,长径比越大流速越慢、沉积临界泥浆流速越大;4)同一块石,在向下管道流速最快、沉积临界泥浆流速最小,水平管道次之,在垂直上升管道流速最小、沉积临界泥浆流速最大。重点控制始发井和地面垂直向上管道内的泥浆流速至关重要。通过计算以适用经济的泥浆流速来预防排泥管道堵塞。

正弦派生曲线弯道中水沙运动特性动床试验

为了研究流量和弯曲度对弯道内水流泥沙运动特性的影响,在无黏沙质床面上进行固定边壁动床弯道模型试验,测量不同弯曲度和不同流量组合条件下弯道内的水流运动特性、地形演变和输沙强度.试验表明,水流动力轴线在相邻2个弯顶之间形成过渡段,弯顶下游凸岸一侧存在局部低流速区,该区域最早出现边滩形态;流量与床面形态之间的关系是非线性的,小幅度的流量变化引起较大的床面变化;微弯河道中浅滩、深槽分布规则,当河道弯曲超过一定程度时,显著影响床面的稳定性,床面形态变得复杂;随着弯曲度的增大,河道的输沙能力有减小趋势.

北江某河段宽级配泥沙模型设计探讨

结合该河段泥沙水流特点 ,对各家公式得到的计算结果进行对比分析。分析表明 ,运用水槽试验成果得到的各相似比尺是准确可靠的 ,模型试验成果运用到实际工程中获得了成功。

基于泥沙状态概率的推移质输沙率公式

在Einstein床沙和推移质泥沙交换分析的基础上,考虑泥沙起悬对泥沙交换过程的影响,改进前人对泥沙交换现象的处理方法,得到了新的泥沙状态概率计算式;基于床面泥沙相对暴露度概念,计入床面泥沙随机分布特性,采用滚动模型,得到了泥沙起动概率;比对分析各家推移质泥沙运动速度公式,选择了更为合理的推移质运动速度计算方法,得到了新的无黏性均匀推移质泥沙输沙率公式。实测资料验证表明,该公式不仅与Meyer-Peter的实验资料符合良好,且对于低强度输沙情况,也具有较高的计算精度。