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跌流式竖井泄洪洞堰顶直径对环形溢流堰水力特性的影响研究
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作者 关容章 梁旭东 +3 位作者 徐飞 陈曾 王俊娇 王均星 《中国农村水利水电》 2025年第9期99-105,共7页
跌流式竖井泄洪洞在抽水蓄能电站中应用广泛,但其进口的环形溢流堰直径设计无相关设计导则和规范借鉴,堰顶直径大小对溢流堰水力特性的影响研究有待深入。以某跌流式竖井泄洪洞为例,首先采用物理模型试验揭示了溢流堰随堰顶水头变化呈... 跌流式竖井泄洪洞在抽水蓄能电站中应用广泛,但其进口的环形溢流堰直径设计无相关设计导则和规范借鉴,堰顶直径大小对溢流堰水力特性的影响研究有待深入。以某跌流式竖井泄洪洞为例,首先采用物理模型试验揭示了溢流堰随堰顶水头变化呈现的不同流态,随后应用三维CFD数值模拟方法研究了堰顶直径分别为2、2.5、3倍竖井直径时溢流堰的水力特性。结果表明:环形溢流堰流态随堰上水头增大依次呈现自由堰流、受阻堰流、淹没堰流和孔流,流量系数逐渐减小。在堰流流态下,溢流堰六股水舌交汇后在竖井中心自由跌落,隔流墩尾部形成倒三角形进气通道;当水舌交汇程度增大,交汇中心形成低流速区,流态从自由堰流转化为受阻堰流;当堰流处于淹没出流时,流态转化为淹没堰流,交汇中心低流速区范围增大;当溢流堰下水位高于溢流堰堰顶高程,水流完全淹没竖井口,水流在淹没水头的压力作用下进入竖井,此时流态转变为孔流。随堰顶直径增大,溢流堰水舌交汇位置降低,溢流堰流态可从孔流向淹没堰流、受阻堰流过渡,泄流能力逐渐增大;当溢流堰处于堰流流态时,增大堰顶直径可降低溢流堰面负压,溢流堰过流能力略有降低。研究成果可为跌流式竖井泄洪洞溢流堰体型与尺寸设计提供借鉴。 展开更多
关键词 跌流式竖井泄洪洞 环形溢流堰 堰顶直径 堰流 孔流 水力特性
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