消力井与压坡段对竖井溢洪道水力特性影响研究

1

作者 黄少奇 郑铁刚 +2 位作者 涂承义 孙哲豪 孙双科 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期562-569,共8页

为确定竖井式溢洪道消力井深度及下游压坡段长度的合理取值,通过建立大比尺物理模型试验,分析了消力井与压坡段体型改变对竖井溢洪道水力特性的影响。研究结果表明,消力井越深,底板冲击压强越小,当消力井深度大于1.5倍直径时,底板时均... 为确定竖井式溢洪道消力井深度及下游压坡段长度的合理取值,通过建立大比尺物理模型试验,分析了消力井与压坡段体型改变对竖井溢洪道水力特性的影响。研究结果表明,消力井越深,底板冲击压强越小,当消力井深度大于1.5倍直径时,底板时均压强趋于静压;消力井深度小于2倍直径时,深度改变对底板脉动压强均方根影响较小;压坡段长度改变对压坡段出口附近流态影响显著,压坡段越长,下游尾水洞内水流越平稳;消力井深度和压坡段长度的改变对工程消能率影响甚微。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 竖井式溢洪道 消力井 压坡段 模型试验

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竖井进流水平旋转内消能泄水道流速分布与消能率的试验研究 被引量：33

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作者 牛争鸣 孙静 程庆迎 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期61-69,共9页

本文为“竖井进流水平旋转内消能泄水道的壁面压力分布”一文的相关篇。在该文的基础上本文依据试验资料给出相应的流速分布的试验研究成果 ,并对该种泄水道的消能率进行了分析计算 ,对其消能机理进行了初步的探讨。试验研究结果表明 ,... 本文为“竖井进流水平旋转内消能泄水道的壁面压力分布”一文的相关篇。在该文的基础上本文依据试验资料给出相应的流速分布的试验研究成果 ,并对该种泄水道的消能率进行了分析计算 ,对其消能机理进行了初步的探讨。试验研究结果表明 ,该种泄水道的消能率与起旋器出口的弗劳德数呈线性关系 ;在h D≤1,消能率可近似为常数 ,在其它工况下 ,消能率与相对上下游水位差 (H -h) h的关系为指数形式。 展开更多

关键词 水工建筑 水力学 泄水建筑物 竖井进流 水平旋转 消能率 试验

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竖井进流水平旋转内消能泄水道的壁面压力分布规律 被引量：22

3

作者 牛争鸣 孙静 张鸣远 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期71-80,共10页

本文从竖井进流水平旋转内消能泄水道的基本流态出发 ,对该种泄水道中的轴向及环向空腔水流的流速分布提出假定 ,并利用边界条件确定其形式。根据旋转水流r方向的基本微分方程和自由涡流的假设建立了这种泄水道环向空腔水流的压力积分... 本文从竖井进流水平旋转内消能泄水道的基本流态出发 ,对该种泄水道中的轴向及环向空腔水流的流速分布提出假定 ,并利用边界条件确定其形式。根据旋转水流r方向的基本微分方程和自由涡流的假设建立了这种泄水道环向空腔水流的压力积分方程表达式 ,并据此定义了这种流动的壁面压力系数。依据试验观测资料对这种流动的壁面压力系数及其影响因素的变化规律进行了分析 ,并给出相应的经验公式 ,从而较圆满地解决这种流动壁面压力等水力参数的计算 。 展开更多

关键词 水工建筑水力学 壁面压力分布 试验研究 竖井进流水平旋转内消能泄水道

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水平旋转内消能泄水道空腔环流的旋流特性 被引量：20

4

作者 牛争鸣 张鸣远 孙静 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期107-111,共5页

本文通过对典型的竖井进流水平旋转内消能泄水道空腔环流的试验观测 ,在流速分布的假定下 ,提出与建立了该体型泄水道各种旋流特性的表达式 ,并给出试验观测结果。试验观测结果表明 ,相对于起始断面的各种旋流特性具有明显的分段性质和... 本文通过对典型的竖井进流水平旋转内消能泄水道空腔环流的试验观测 ,在流速分布的假定下 ,提出与建立了该体型泄水道各种旋流特性的表达式 ,并给出试验观测结果。试验观测结果表明 ,相对于起始断面的各种旋流特性具有明显的分段性质和沿程衰减的特性 ;下游水位对空腔环流的旋流特性有显著的影响。通过理论分析定义的无量纲综合性无因次旋流参数AM ,物理意义明显 ,较全面的反映了各种基本物理量对空腔环流的影响 ,其沿程线性增大 ,表明空腔环流的断面总动量矩的沿程变化率与单位长度上的壁面切应力对轴心的力矩成正比。 展开更多

关键词 水力学 空腔环流的旋流特性 试验研究 水平旋转内消能泄水道

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超临界流旋涡竖井式溢洪道设计研究 被引量：20

5

作者 董兴林 高季章 钟永江 《水力发电》 北大核心 1996年第1期44-48,共5页

结合沙牌等工程对旋涡式竖井溢洪道的水力学特性进行了试验研究。提出超临界流的涡室优化体型，给出确定涡室和竖井等尺寸的经验公式，并通过流体力学理论方法加以论证。

关键词 超临界流 涡室 竖井式溢洪道 溢洪道

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水平旋转内消能泄水道空腔环流的能动量特性 被引量：19

6

作者 牛争鸣 张鸣远 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期741-745,共5页

研究了水平旋转内消能泄水道空腔环流特有的能动量特性.试验观测与分析结果表明:在水平洞的起始段,空腔环流的环向动能沿程急剧减小,进而转化为各占一定比例的环向与轴向动能,并伴随着大量的能量损失;环向的能动量在起始段较大,但在中... 研究了水平旋转内消能泄水道空腔环流特有的能动量特性.试验观测与分析结果表明:在水平洞的起始段,空腔环流的环向动能沿程急剧减小,进而转化为各占一定比例的环向与轴向动能,并伴随着大量的能量损失;环向的能动量在起始段较大,但在中间段与轴向的能动量比值已接近1,沿程的变化也较小;环向的动能与压能沿程变化相反并互相对应;环向的能量沿程变化规律决定了总能量的沿程变化规律;能量损失与常规的明流或有压泄水道相比大大增加,能量损失机理更为复杂. 展开更多

关键词 内消能泄水道 水平旋转 空腔环流 能动量特性

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导流洞改为旋涡式竖井溢洪道综合研究 被引量：34

7

作者 董兴林 高季章 +1 位作者 鲁慎吾 钟永江 《水力发电》 北大核心 1995年第3期32-37,共6页

结合我国一些水电站工程，对导流洞改建为旋涡式竖井溢洪道进行了综合研究。首次采用了压力短进水口出流为急流的引水道分别同涡井和涡室两种旋涡结构的连接型式，通过水工模型试验优选涡井（室）体型，并系统地研究其设计方法和水力学... 结合我国一些水电站工程，对导流洞改建为旋涡式竖井溢洪道进行了综合研究。首次采用了压力短进水口出流为急流的引水道分别同涡井和涡室两种旋涡结构的连接型式，通过水工模型试验优选涡井（室）体型，并系统地研究其设计方法和水力学特性，为今后旋涡式竖并溢洪道设计提供了依据。 展开更多

关键词 竖井式溢洪道 导流洞 涡室 涡井 环状水跃

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导流洞改建为跌流式竖井溢洪道的试验研究 被引量：17

8

作者 孙双科 徐体兵 +1 位作者 孙高升 解卫东 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2009年第6期5-8,共4页

结合某水电站导流洞改建永久性溢洪道试验,研究了跌流式竖井溢洪道的水力特性,并对消力井布置进行了优化研究。研究表明,该溢洪道自环形进水口以下采用突扩方式与竖井连接所形成的脱壁水流结构,与传统的贴壁式竖井的水流结构具有明显不... 结合某水电站导流洞改建永久性溢洪道试验,研究了跌流式竖井溢洪道的水力特性,并对消力井布置进行了优化研究。研究表明,该溢洪道自环形进水口以下采用突扩方式与竖井连接所形成的脱壁水流结构,与传统的贴壁式竖井的水流结构具有明显不同,不仅可以有效避免竖井段因水流流速较高可能造成的空化空蚀破坏,降低施工难度,而且有利于水舌掺气并促进消力井消能。该研究提出的消力井优化布置体型,与传统的布置形式相比具有更高的消能效率,消能效率可以达到83%以上。 展开更多

关键词 跌流式竖井溢洪道 环形堰 消力井 消能效率 大石门水电站

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旋流式竖井溢洪道竖井的水流特性研究 被引量：24

9

作者 郭琰 倪汉根 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 1995年第2期146-154,共9页

本文在对旋流式竖井溢洪道的实验研究基础上着重分析了该消能工的消能机理,讨论了水流旋流数和水流的涡粘滞系数与消能率的关系,并建议了简易可行的数值计算方法。在研究中也发现了竖井边壁上的剪应力过大这一在具体应用中需要注意的问题。

关键词 溢洪道 旋转水流 消能机理 竖井式溢洪道

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旋流式竖井溢洪道的过流能力及蜗室与锥形渐缩段的水力特性研究 被引量：16

10

作者 郭琰 倪汉根 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 1995年第1期97-105,共9页

本文对旋流式竖井溢洪道进行了实验研究和理论分析,给出了流量系数、蜗室与锥形渐缩管中的空腔形状、能量损失和其它水力参数的实验结果及近似计算方法。

关键词 旋流式 竖井溢洪道 过流能力 水力特性

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竖井孔板泄流消能塔的水力与振动试验 被引量：4

11

作者 倪汉根 杨景芳 王庆国 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第1期17-21,共5页

简述了导流洞改建为永久泄洪洞时的不同消能方案和井式溢洪道的特点，给出了竖井与多级孔极组合式泄流消能塔的水流与振动试验实例，振动试验时模拟了塔基的力学特性，具体试验虽是针对一尾矿坝进行的，但这种结构形式和试验结果对水利... 简述了导流洞改建为永久泄洪洞时的不同消能方案和井式溢洪道的特点，给出了竖井与多级孔极组合式泄流消能塔的水流与振动试验实例，振动试验时模拟了塔基的力学特性，具体试验虽是针对一尾矿坝进行的，但这种结构形式和试验结果对水利工程设计也有一定参考价值． 展开更多

关键词 井式溢洪道 孔板消能 消能塔 水力 水流 振动

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竖井式溢洪道在南坡大型淤地坝除险加固中的应用

12

作者 马占东 《山西水利》 2025年第5期53-55,59,共4页

柳林县南坡淤地坝建于1968年,因现状淤地坝超过原设计淤积高程、原有土质溢洪道损毁,需进行除险加固。文章在方案比选基础上,推荐了竖井式溢洪道方案;通过工程的设计标准、设计暴雨量、洪峰流量、洪水总量、洪水过程线及调洪演算等水文... 柳林县南坡淤地坝建于1968年,因现状淤地坝超过原设计淤积高程、原有土质溢洪道损毁,需进行除险加固。文章在方案比选基础上,推荐了竖井式溢洪道方案;通过工程的设计标准、设计暴雨量、洪峰流量、洪水总量、洪水过程线及调洪演算等水文计算,对工程进行了坝体加高设计和泄洪建筑物设计,提出了工程设计与施工的注意事项。竖井式溢洪道具有节省开挖量、适应复杂地形、节省投资和节约用地等优势,保障了工程的安全运行。 展开更多

关键词 淤地坝 竖井式溢洪道 水文计算 泄洪建筑物

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高水头竖井式溢洪道结构动力分析 被引量：3

13

作者 曹学兴 何蕴龙 彭云枫 《人民长江》 北大核心 2009年第11期80-82,共3页

竖井式溢洪道是一种具有突出工作特性的高水头河岸式泄水建筑物,在我国西部高山峡谷地区水电资源开发的进程中发挥着越来越重要的作用。为了评价竖井式溢洪道竖井段的抗震安全性,运用三维动力有限元技术,采用振型分解反应谱法对金平水... 竖井式溢洪道是一种具有突出工作特性的高水头河岸式泄水建筑物,在我国西部高山峡谷地区水电资源开发的进程中发挥着越来越重要的作用。为了评价竖井式溢洪道竖井段的抗震安全性,运用三维动力有限元技术,采用振型分解反应谱法对金平水电站竖井式溢洪道竖井段的应力变形等动力反应特性及其稳定性进行了计算分析,并分析了竖井背面岩体对竖井动力特性的影响。计算结果表明:结构的位移和应力情况在地震荷载和一定的约束条件作用下表现出一些特定的规律,位移和应力值均满足结构安全性的要求;竖井的整体稳定性满足要求;竖井背面岩体对提高竖井的抗震性能有一定的帮助作用。 展开更多

关键词 竖井 高水头 动力分析 应力变形 稳定性

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贮灰场排洪竖井排洪能力及流态数值模拟计算 被引量：1

14

作者 桂林 刘洪涛 胡彬 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2012年第7期49-52,共4页

本文采用VOF方法来跟踪自由水面对大型贮灰场排洪竖井进行了数值模拟计算,利用物理模型试验数据验证了计算成果。计算研究了排洪竖井的排洪能力及主要工况流态。研究成果表明排洪能力数值模拟值和试验实测值十分吻合,数值模拟流态逼真... 本文采用VOF方法来跟踪自由水面对大型贮灰场排洪竖井进行了数值模拟计算,利用物理模型试验数据验证了计算成果。计算研究了排洪竖井的排洪能力及主要工况流态。研究成果表明排洪能力数值模拟值和试验实测值十分吻合,数值模拟流态逼真。由此证明:数值模拟计算可以取代物理模型试验。 展开更多

关键词 大型贮灰场 数值模拟计算 物理模型 实测值 排洪能力 流态

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清远抽水蓄能电站潜水起旋墩竖井旋流泄洪洞研究及应用 被引量：4

15

作者 郭建设 刘林军 《人民珠江》 2014年第5期104-106,共3页

传统的环形堰竖井泄洪洞存在进口易产生漩涡影响泄流,由此产生振动、竖井壁负压等负面效应,清远抽水蓄能电站结合工程特点,研究出一种带有潜水起旋墩的环形堰竖井旋流泄洪洞,在不同流量下使水流沿竖井井壁产生旋转,消除竖井的负压,避免... 传统的环形堰竖井泄洪洞存在进口易产生漩涡影响泄流,由此产生振动、竖井壁负压等负面效应,清远抽水蓄能电站结合工程特点,研究出一种带有潜水起旋墩的环形堰竖井旋流泄洪洞,在不同流量下使水流沿竖井井壁产生旋转,消除竖井的负压,避免产生空蚀,并达到消能效果。经济及技术指标明显优于溢洪道和常规泄洪洞,具有推广的价值。 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 竖井旋流 泄洪洞

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适合高坝的坝身旋流式竖井溢洪道设计 被引量：1

16

作者 刘慧卿 刘云婷 张先起 《华北水利水电学院学报》 2003年第4期8-10,共3页

针对我国西部地区水电工程开发面临的坝高、流量大、河谷窄等问题,提出了新型的旋流式竖井溢洪道泄洪消能,并通过实验验证,为其结构设计提供了依据.

关键词 竖井旋流式溢洪道 起旋室 泄洪消能

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竖井溢洪道水力特性试验研究 被引量：28

17

作者 郭雷 张宗孝 +2 位作者 马斌 苏佳 李文娟 《人民长江》 北大核心 2007年第6期110-112,共3页

近年来我国高水头水电站建设发展迅速,而许多有开发价值的坝址多分布于西南和西北的高山峡谷地区。在这些地区的大江大河上修建电站,在施工导流方面,由于受到高山峡谷地形的影响,往往需要修建数条尺寸较大的导流隧洞。将高坝导流洞改建... 近年来我国高水头水电站建设发展迅速,而许多有开发价值的坝址多分布于西南和西北的高山峡谷地区。在这些地区的大江大河上修建电站,在施工导流方面,由于受到高山峡谷地形的影响,往往需要修建数条尺寸较大的导流隧洞。将高坝导流洞改建为永久性泄洪洞,为了解决高速水流带来的种种问题,往往采用内消能工,将大部分水流能量消散在泄洪建筑物内部,以降低洞内流速,减轻高速水流对下游河床的破坏。通过水工模型试验,对具有消能井结构的竖井式溢洪道的水流流态、压力特性及消能率等水力学问题进行了研究。结果表明,此种消能形式的竖井溢洪道由于大量的掺气作用,因此缺乏发生空蚀现象的条件,并且由于具有很高的消能率,因而可满足工程的消能要求。 展开更多

关键词 竖井溢洪道 导流洞 流态 消能率

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超高水头大泄量竖井旋流泄洪洞消能机理数值模拟研究 被引量：7

18

作者 何军龄 吴宝琴 +2 位作者 蒋俏芬 姜攀 尹进步 《水电能源科学》 北大核心 2017年第4期135-138,62,共5页

鉴于传统模型试验对竖井内旋转水流的流速测量难度较大,采用Realizableκ-ε双方程紊流模型,并结合VOF法,对某一超高水头大泄量竖井旋流泄洪洞进行数值模拟,对比分析了水流流态、空腔直径、井壁压强及旋流角等水力要素的模型试验和数值... 鉴于传统模型试验对竖井内旋转水流的流速测量难度较大,采用Realizableκ-ε双方程紊流模型,并结合VOF法,对某一超高水头大泄量竖井旋流泄洪洞进行数值模拟,对比分析了水流流态、空腔直径、井壁压强及旋流角等水力要素的模型试验和数值模拟结果,在此基础上,计算了不同断面的能量大小,获得了竖井旋流泄洪洞各部位的消能形式及消能率分布。结果表明,竖井起始部位主要消去旋转水流的切向动能,占总能量损失的6.19%;中间部位主要消去旋转水流的位能,占总能量损失的21.18%;下半部位利用环状水跃及水垫池消去旋转水流大部分的剩余能量,占总能量损失的58.69%。 展开更多

关键词 竖井旋流泄洪洞 数值模拟 水力特性 消能机理

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地下厂房设置单级竖井解决超深电缆出线的研究

19

作者 于生波 逄立辉 《东北水利水电》 2016年第11期44-46,共3页

针对目前地下厂房超深电缆出线竖井,通常采用两级竖井所存在的不足现状,超深竖井设置成单级竖井加耳洞的型式,取消分级竖井的中平洞及施工支洞,可以有效地节省工程投资,符合"安全可靠、节能环保、经济适用"的设计原则和设计... 针对目前地下厂房超深电缆出线竖井,通常采用两级竖井所存在的不足现状,超深竖井设置成单级竖井加耳洞的型式,取消分级竖井的中平洞及施工支洞,可以有效地节省工程投资,符合"安全可靠、节能环保、经济适用"的设计原则和设计理念。 展开更多

关键词 超深出线竖井 单级竖井 地下厂房出线 竖井耳洞

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导流泄洪洞强度计算及边坡稳定分析 被引量：5

20

作者 石振峰 何钦象 田小红 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第4期454-458,共5页

考虑泄洪洞混凝土及进口岩体的物理力学性能,基于弹塑性本构模型和Drucker-Prager屈服准则,采用三维有限单元法,对泄洪洞建立力学模型并进行应力分析;应用强度折减系数法分析了进口边坡岩体稳定性,根据稳定判别依据得到了泄洪洞边坡稳... 考虑泄洪洞混凝土及进口岩体的物理力学性能,基于弹塑性本构模型和Drucker-Prager屈服准则,采用三维有限单元法,对泄洪洞建立力学模型并进行应力分析;应用强度折减系数法分析了进口边坡岩体稳定性,根据稳定判别依据得到了泄洪洞边坡稳定的安全系数。 展开更多

关键词 泄洪洞 D-P模型 有限元强度折减系数法 稳定性分析

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