竖井旋流式泄洪洞体型优化试验研究

论文摘要

本文结合一个在建的工程,在原有导流洞的基础上改建泄洪洞,并尝试采用竖井旋流式泄洪洞作为改建体型,进而通过水力计算、模型试验和理论分析的方法对竖井旋流式泄洪洞在此工程当中的应用进行了研究。用逐步分析和对比分析的手段对原设计方案进行逐步优化调整,最终得到能够安全运行所有工况的合理体型,并通过了其它水力特性的验证,从而得出了一些富有创造性和实际应用价值的成果。(1)首次提出了抛物线式引水道接椭圆相切型起旋器的特殊体型,并通过模型试验研究对相关的水力特性进行了分析,为该体型在实际工程中的应用提供了可靠的依据。(2)通过模型试验研究的方法对直线相切型起旋器下的涡室进行了体型优化,得到了比较合理的体型形式,为今后实际工程当中此类涡室的设计提供了较好的参考依据。(3)通过理论分析提出了直线相切型起旋器改进为椭圆相切型起旋器的理论依据,并且通过对比分析确定了最佳的椭圆曲线方程。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本文研究的背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 旋流式竖井国内外研究综述
• 1.2.2 竖井旋流式泄洪洞体型的研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.3.1 本文研究的目的意义
• 1.3.2 本文研究的手段和方法
• 1.3.3 主要创新点
• 1.3.4 本文研究的结构体系
• 第2章 水工模型试验设计
• 2.1 工程概况
• 2.2 模型设计制作
• 2.3 试验测量的内容及方法
• 2.3.1 流量的测量
• 2.3.2 压力的测量
• 2.3.3 水面线的测量
• 2.3.4 水层厚度的测量
• 2.3.5 流速的测量
• 2.4 本章小结
• 第3章 竖井旋流式泄洪洞过流能力水力计算
• 3.1 进水口过流能力校核计算
• 3.2 竖井喉管处过流能力校核计算
• 3.3 放水洞过流能力校核计算
• 3.3.1 放水洞中水流流态的确定
• 3.3.2 逐段试算法校核放水洞过流能力
• 3.4 调整方案过流能力校核计算
• 3.4.1 调整方案进水口过流能力校核计算
• 3.4.2 调整方案竖井喉管处的过流能力校核计算
• 3.4.3 调整方案放水洞过流能力校核计算
• 3.5 本章小结
• 第4章 体型优化方案比选试验分析
• 4.1 设计体型流态分析及体型调整
• 4.1.1 设计体型流态观测
• 4.1.2 设计体型流态分析
• 4.1.3 设计方案体型优化调整
• 4.2 修改体型1及流态分析
• 4.2.1 修改体型1流态观测
• 4.2.2 修改体型1流态分析
• 4.2.3 涡室体型优化调整
• 4.3 修改体型2及流态分析
• 4.3.1 修改体型2流态观测
• 4.3.2 修改体型2流态分析
• 4.3.3 起旋器体型调整分析
• 4.3.4 椭圆相切型起旋器体型的比选
• 4.4 修改体型3与修改体型4的对比优化分析
• 4.4.1 修改体型3的流态观测
• 4.4.2 修改体型3的流态分析
• 4.4.3 修改体型4的方案选定
• 4.5 本章小结
• 第5章 推荐体型的试验分析
• 5.1 推荐体型流态
• 5.2 推荐体型的泄流能力
• 5.3 推荐体型的压力分布
• 5.4 典型断面速度特征
• 5.5 消能率
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 攻读硕士学位期间参加科研项目
• 附录1
• 附录2