多股掺气水流水垫塘掺气浓度与脉动压强试验研究

论文摘要

我国的水利事业建设取得飞速的发展,一大批高坝已建成,所建的大坝很多都在70m以上,这些大坝一般具有水头高、流量大、河谷窄的特点,泄水消能显然已经成为建设工程中的要点。对于高拱坝,目前大多数工程把水垫塘作为下游消能的形式。对于高拱坝的泄水消能研究是将经验与理论结合起来,国内外许多学者对水垫塘内水动力荷载做了大量的研究,也得到了比较成熟的成果,而掺气水流对水垫塘内水动力荷载的影响研究的比较少,尤其是多股掺气射流对水垫塘底板水动力荷载研究的更少。水流掺气可以有效的减小或者避免空蚀破坏,是一种卓有成效的方法。由于水流掺气会造成水垫塘内水体水深加大、水体流速变化导致时均动水压强以及脉动压强变化,而水流脉动又是造成水垫塘底板破坏的主要原因。本文通过物理模型试验与理论结合的方法,分析多股掺气水流对水垫塘底板荷载的作用。主要研究成果如下:（1）分析了水垫塘内水体出现的流态,并对淹没冲击射流水流结构进行了分区。（2）分别研究底孔、中孔、表孔泄水,改变入塘流量时掺气浓度、时均动水压强、脉动压强在水垫塘内的分布。（3）分别研究底孔+中孔联合泄水、底孔+表孔联合泄水、中孔+表孔联合泄水,改变入塘流量时掺气浓度、时均动水压强、脉动压强在水垫塘内的分布。（4）分析得出掺气浓度对时均动水压强以及脉动压强的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 问题的提出
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 掺气水流研究现状
•     1.2.2 水垫塘底板荷载研究现状
•     1.2.3 多股射流研究现状
•   1.3 本文研究的主要内容
•   1.4 多股掺气水流水垫塘底板水荷载研究意义
•   1.5 本章小结
• 第二章 相关理论
•   2.1 掺气水流基本理论
•     2.1.1 紊流
•     2.1.2 紊动射流
•   2.2 水气两相流
•   2.3 掺气水流的概念、分类及影响
•   2.4 水流掺气机理及掺气浓度
•   2.5 消能机理
•   2.6 水垫塘体型及消能
•     2.6.1 水垫塘体型
•     2.6.2 水垫塘消能方式
•     2.6.3 水垫塘消能机理
•   2.7 水垫塘底板水荷载
•     2.7.1 底板冲击区动水压强理论计算
•     2.7.2 脉动压强理论计算公式
•   2.8 本章小结
• 第三章 水垫塘消能工模型试验简介
•   3.1 引言
•     3.1.1 试验研究的目的和内容
•     3.1.2 模型制作与布置
•     3.1.3 试验数据测量与测点布置
•     3.1.4 试验工况
•   3.2 本章小结
• 第四章 水垫塘水流结构与水力特性
•   4.1 水垫塘水流流态
•   4.2 水垫塘塘水流结构分区
•   4.3 水垫塘水流特性研究
•   4.4 掺气浓度分布
•     4.4.1 底、中、表孔泄水掺气浓度分布
•     4.4.2 联合泄水掺气浓度分布
•   4.5 时均动水压强分布
•     4.5.1 底、中、表孔泄水时均动水压强分布
•     4.5.2 联合泄水时均动水压强分布
•   4.6 脉动压强分布
•     4.6.1 随机信号的采样与分析
•     4.6.2 底、中、表孔泄水脉动压强分布
•     4.6.3 联合泄水脉动压强分布
•   4.7 掺气浓度对时均动水压强及脉动压强的作用
•     4.7.1 掺气浓度对时均动水压强的作用
•     4.7.2 掺气浓度对脉动压强的作用
•   4.8 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 致谢
• 附录 作者攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目
•   发表的论文
•   参与的科研项目
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 贾志军

导师: 王海军

关键词: 水垫塘,水动力荷载,掺气浓度,时均动水压强,脉动压强,联合泄水

来源: 昆明理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地球物理学,水利水电工程

单位: 昆明理工大学

基金: 国家自然科学基金项目“高坝泄洪消能不同水流结构下气体迁移扩散运动机理研究”(51669007)

分类号: TV135.2

DOI: 10.27200/d.cnki.gkmlu.2019.001292

总页数: 72

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