泵站進(jìn)水池自由表面漩渦及防護(hù)措施研究(1)

1、中圖分類號(hào)：UDC：工程碩士學(xué)位論文泵站進(jìn)水池自由表面漩渦及防護(hù)措施研究碩士研究生：魏航導(dǎo)師：劉超教授專業(yè)：水利工程揚(yáng)州大學(xué)二0一六年四月魏航：泵站進(jìn)水池自由表面漩渦及防護(hù)措施研究摘要自由表面漩渦是水工建筑物進(jìn)水口前常見的水力現(xiàn)象，在水電站引水管道，溢洪道，導(dǎo)流隧洞，泵站進(jìn)水池和船閘等進(jìn)水口時(shí)有發(fā)生。自由表面漩渦發(fā)展到一定程度將演化為吸氣漩渦，給工程建筑物和設(shè)備帶來嚴(yán)重危害。自由表面漩渦的生成和演化機(jī)制復(fù)雜，研究自由表面漩渦運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象和

2、規(guī)律，揭示其流動(dòng)機(jī)理，是大量工程實(shí)踐提出的迫切需要解決的問題。首先對(duì)軸流泵裝置進(jìn)行外特性試驗(yàn)，通過對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)整理分析，結(jié)果表明：在葉片安放角為O轉(zhuǎn)速為2400r／min工況下，該裝置的最高效率約為7243％，對(duì)應(yīng)的最優(yōu)流量約為336L／s，揚(yáng)程約為200m，功率約為0912kW。本文在實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的基礎(chǔ)上，采用國(guó)際先進(jìn)的V3V非接觸體三維測(cè)量技術(shù)，對(duì)自由表面漩渦演化不同階段的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)量，通過對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到自由表面漩渦流場(chǎng)四

3、種渦型隨時(shí)間演化規(guī)律和隨空間變化的規(guī)律。自由表面漩渦在演化過程中，圓周速度Vu在渦核內(nèi)分布的特征是渦核中心的數(shù)值接近于零，漩渦圓周速度在隨著半徑的增大而增大，當(dāng)增大到一定的程度后又逐漸減小，在此變化過程中存在最大值。漩渦圓周速度隨著半徑變化的規(guī)律不隨漩渦發(fā)展階段而變化，即圓周速度隨半徑的變化是一個(gè)相似的規(guī)律。自由表面漩渦在演化的不同階段，圓周速度最大值在深度方向的變化基本上是相似的，隨著所取截面深度的增加，圓周速度基本上是先增加，增加到

4、一定值后逐漸減小，其最大速度不在水面上，而是在水面以下某一深度。漩渦圓周速度最大值隨截面深度的變化的規(guī)律也不隨漩渦發(fā)展階段而變化。隨著圓截面半徑的增加即隨著積分半徑的增加，同一水平斷面渦核附近的環(huán)量值越來越大，環(huán)量變化幅度也逐漸增大，漩渦環(huán)量值隨著半徑的變化規(guī)律不隨漩渦的發(fā)展階段變化；隨著水平斷面位置的升高，環(huán)量值基本上也越來越大，且圓截面半徑越大，增加的幅度也越大，漩渦環(huán)量值隨著截面深度變化的規(guī)律也不隨漩渦的發(fā)展階段變化。通過在進(jìn)水池