齒墩式內(nèi)消能工壓強(qiáng)和流場(chǎng)特性的試驗(yàn)研究.pdf

1、內(nèi)消能工是高水頭泄水建筑物中有效的消能方式之一，齒墩式內(nèi)消能工是一種新型的內(nèi)消能工，這種消能工的提出是為了解決洞塞消能工過(guò)流能力低的不足。本文是山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目《齒墩式內(nèi)消能工水力特性試驗(yàn)研究》的部分內(nèi)容，在前期對(duì)齒墩式消能工初步研究的基礎(chǔ)上，本文對(duì)齒墩式內(nèi)消能工的水力特性做了進(jìn)一步的研究，其體型為在有壓管道內(nèi)均勻布置長(zhǎng)度為0.9倍管道直徑的齒墩段，通過(guò)變化齒墩數(shù)量以及面積收縮比制定了10組不同的方案。采用物理模型試驗(yàn)的方法，運(yùn)用

2、多普勒超聲波流速儀、高精度數(shù)字壓力傳感器對(duì)不同方案不同流量組別情況下的壓強(qiáng)、流速進(jìn)行了測(cè)量。分析得到各方案壓強(qiáng)分布的變化規(guī)律、流量系數(shù)、水頭損失系數(shù)、消能率以及水平流速分布的變化規(guī)律。分析了齒墩數(shù)量以及面積收縮比對(duì)消能特性的影響，齒墩消能工的消能機(jī)理、水平流速分布特性以及齒墩式內(nèi)消能工的脈動(dòng)壓強(qiáng)特性。主要結(jié)論有:
　　1、在保證一定過(guò)流能力的情況下，齒墩式消能工的消能率能達(dá)到較高的程度。在流量系數(shù)為0.407的情況下，消能率可以達(dá)

3、到80％以上，是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ膬?nèi)消能工。
　　2、在試驗(yàn)流量情況下，各方案壁面時(shí)均壓強(qiáng)系數(shù)沿程的變化規(guī)律相似，均為在齒墩進(jìn)口段急劇下降，在齒墩段內(nèi)達(dá)到最低，之后逐漸恢復(fù)，壓強(qiáng)恢復(fù)長(zhǎng)度主要受面積收縮比的影響，齒墩數(shù)量的變化對(duì)其影響較小。
　　3、通過(guò)對(duì)壓強(qiáng)數(shù)據(jù)的分析，得到脈動(dòng)壓強(qiáng)沿程分布的變化規(guī)律。脈動(dòng)壓強(qiáng)的變化幅度均是在齒墩段處變化最大，且面積收縮比越大脈動(dòng)壓強(qiáng)在齒墩段的變化幅度越小，脈動(dòng)壓強(qiáng)最大點(diǎn)出現(xiàn)在齒墩段后1.0D

4、～1.6D的范圍內(nèi)。壓強(qiáng)脈動(dòng)幅值隨著面積收縮比的減小而增大。
　　4、通過(guò)對(duì)試驗(yàn)方案最大脈動(dòng)壓強(qiáng)的概率密度分布、偏態(tài)系數(shù)和峰態(tài)系數(shù)的分析，得到各方案的分布來(lái)基本接近于正態(tài)分布。
　　5、通過(guò)對(duì)齒墩式內(nèi)消能工流量系數(shù)隨雷諾數(shù)變化情況的分析，得知過(guò)流能力與雷諾數(shù)無(wú)關(guān)。面積收縮比是影響過(guò)流能力的主要因素，面積收縮比越小管道過(guò)流能力越差。
　　6、齒墩式內(nèi)消能工在消能段的水頭損失系數(shù)隨著面積收縮比的減小而增大，相同面積收縮比情