下臥式閘門水力特性研究.pdf

1、本文在對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)閘門水力特性文獻(xiàn)分析研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析、物理模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬計(jì)算等研究手段對(duì)下臥式閘門的水力特性進(jìn)行了研究。 通過(guò)因次分析，得出了下臥式閘門的流量系數(shù)主要受過(guò)閘水流的雷諾數(shù)、閘門開啟角度、閘門相對(duì)長(zhǎng)度以及過(guò)閘水流的相對(duì)淹沒(méi)度的影響；門后通氣量主要受上游來(lái)流的弗勞德數(shù)和門后空腔相對(duì)高度的影響。 通過(guò)物理模型試驗(yàn)，研究了下臥式閘門的控泄能力、過(guò)閘水流作用在下臥式閘門上時(shí)均壓強(qiáng)的分布規(guī)律、脈動(dòng)

2、壓強(qiáng)特性和閘門后通氣量及其影響因素。試驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論是在自由出流還是在淹沒(méi)出流工況下，下臥式閘門開啟角度對(duì)流量系數(shù)都有較大影響。閘門開啟角度在30°左右時(shí)，流量系數(shù)存在極大值。在淹沒(méi)出流工況下，流量系數(shù)隨著相對(duì)淹沒(méi)度的增大而減小。作用在閘門面板上的動(dòng)水壓強(qiáng)分布不同于靜水壓強(qiáng)分布，在閘門頂部產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)。各種工況下，作用在下臥式閘門上的脈動(dòng)壓強(qiáng)信號(hào)都具有較好的平穩(wěn)性，幅值分布接近正態(tài)分布。門后通氣設(shè)施失效使閘門下游面板上的脈動(dòng)壓強(qiáng)增加約8

3、％。脈動(dòng)壓強(qiáng)頻譜分析的結(jié)果表明，各測(cè)點(diǎn)脈動(dòng)壓強(qiáng)的頻率結(jié)構(gòu)基本相似，均屬于低頻脈動(dòng)。在各種閘門開啟角度下，隨著弗勞德數(shù)的增大，氣水比也逐漸增大，且氣水比隨著閘門后空腔相對(duì)高度的增大而增大。 通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，分析研究了下臥式閘門在各種工況下，過(guò)閘水流的流態(tài)、流速分布特性以及作用在閘門面板上時(shí)均壓強(qiáng)的分布規(guī)律。自由出流工況下，水舌落點(diǎn)隨著閘門開啟角度的變化而變化，在閘門開啟角度為90°時(shí)，水舌落點(diǎn)接近閘門軸；門后旋渦隨閘門開啟角度的