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溢洪道设计的主要目的是满足泄流及消能要求,T形墩消力池结构稳定,不仅可显著提高消能率,还可缩短池长、提高经济效益。本文提出了一种新型消能工:设带防挑盖板的T形墩,所设防挑盖板可防止高速水流撞击T形墩前墩后出现飙升,这种新型消能工,能够解决大变幅流量下底流型消能问题。
本文在室内模型试验的基础上,结合理论分析,除校核溢洪道泄流能力之外,重点对T形墩结构改进和体型优化进行了研究。主要取得的研究成果有:
1.给出了堰流时库水位与流量的关系曲线,不同开孔数时闸门开度与流量的关系曲线,可供实际工程参考。研究了菱形冲击波影响下,泄槽水面线变化规律;并推导了菱形冲击波水力参数的计算式。
2.推导了T形墩消力池的水跃方程、阻力系数、墩坎阻力及消能率的计算式,并进行了验证,在试验条件下,可用于实际工程计算。此消能率计算式,对矩形、梯形消力池,坎后高程与池底高程相等、不相等的情况均适用。
3.确定了此模型试验条件下,T形墩消力池最佳池长为52.5m.。T形墩最优结构及参数:(1)T形墩设防挑盖板,给出了防挑盖板的最优参数;(2)T形墩最优墩型:支腿梯形,前墩弧形。并给出了其具体型式及尺寸图。(3)得出影响T形墩消能效果的重要因素:阻塞率、相对墩位,前墩最大阻水面积不宜超过50%,相对墩位即消力池入口至T形墩前墩的距离与池长之比宜为0.73。入池佛汝德数是影响消能率的主要水力参数,给出了T形墩消力池消能率与入池佛汝德数的关系。
4.给出了T形墩消力池内流速分布规律。通过分析流速,研究了T形墩发生气蚀的可能性,从气蚀角度,给出了相对优化墩型。给出了空化数σ的计算式,及建议泄槽段设置掺气设施的位置高程。
本文在室内模型试验的基础上,结合理论分析,除校核溢洪道泄流能力之外,重点对T形墩结构改进和体型优化进行了研究。主要取得的研究成果有:
1.给出了堰流时库水位与流量的关系曲线,不同开孔数时闸门开度与流量的关系曲线,可供实际工程参考。研究了菱形冲击波影响下,泄槽水面线变化规律;并推导了菱形冲击波水力参数的计算式。
2.推导了T形墩消力池的水跃方程、阻力系数、墩坎阻力及消能率的计算式,并进行了验证,在试验条件下,可用于实际工程计算。此消能率计算式,对矩形、梯形消力池,坎后高程与池底高程相等、不相等的情况均适用。
3.确定了此模型试验条件下,T形墩消力池最佳池长为52.5m.。T形墩最优结构及参数:(1)T形墩设防挑盖板,给出了防挑盖板的最优参数;(2)T形墩最优墩型:支腿梯形,前墩弧形。并给出了其具体型式及尺寸图。(3)得出影响T形墩消能效果的重要因素:阻塞率、相对墩位,前墩最大阻水面积不宜超过50%,相对墩位即消力池入口至T形墩前墩的距离与池长之比宜为0.73。入池佛汝德数是影响消能率的主要水力参数,给出了T形墩消力池消能率与入池佛汝德数的关系。
4.给出了T形墩消力池内流速分布规律。通过分析流速,研究了T形墩发生气蚀的可能性,从气蚀角度,给出了相对优化墩型。给出了空化数σ的计算式,及建议泄槽段设置掺气设施的位置高程。