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水利工程论文-宽尾墩—消力池的简化计算方法.doc

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水利工程论文-宽尾墩—消力池的简化计算方法.doc

水利工程论文宽尾墩消力池的简化计算方法摘要本文对含有分流的水跃方程的特性进行了讨论,提出了宽尾墩消力池等效分流比的概念,利用安康等几个工程的试验资料给出了等效分流比和E0/HK及B/B0的关系,讨论了宽尾墩消力池优于平尾墩消力池的条件,并用算例表明了用等效分流比估算宽尾墩消力池的跃后水深或选择宽尾墩的收缩比是非常方便的。关键词宽尾墩消力池等效分流比宽尾墩是中国人的创造虽然第一个宽尾墩用于潘家口水利枢纽的挑流消能1,但嗣后得到很快推广的却是宽尾墩消力池或消力戽型的消能,如安康、岩滩、五强溪、隔河岩等工程25。因此已进行过不少宽尾墩消力池的水工模型试验,积累了许多有用的试验资料。也有少数文献,对宽尾墩消力池的水力计算方法进行过讨论2、3、6,但这些文献的基本思路都是一样的,即在建立水跃方程的控制水体上,施加反弧等对水体的作用力。但是,影响这些作用力的因素很多,因此给出这些力的较好的经验表达式是很困难的文献6对六个工程试验中127个反弧段上压力点的实测资料统计分析后,给出了反弧段上压强的经验表达式,但在有些条件下,计算的压强值对HK的变化非常敏感,HK变动3,反弧末端压强的值可以有很大的差别。本文的立足点和以往的文献不同,提出了宽尾墩消力池等效分流比的概念,通过对安康等四个工程试验资料的分析,给出了等效分流比和E0/HK及B/B0的经验关系式。利用等效分流比计算宽尾墩消力池的跃后水深或选择宽尾墩的收缩比B/B0是非常方便的。1有分流时的水跃方程及方程的特性如图1所示,底流单宽入池流量为Q1、相应的流速和水深为V1及H1,斜射水流的单宽入池流速和流量为V2及Q1、它与水平线的夹角为Β,跃后单宽流量为Q3、相应的流速与水深为V3及H3。对ⅠⅠ与ⅡⅡ断面间的控制体写出流量平衡与水平向的动量平衡方程,则有Q1Q2Q3}1图1有分流时的水跃简图ΡQ1V1ΡQ2V2COSΒ1/2ΡGH12ΡQ3V31/2ΡGH32Ρ为水的密度,令Q1ΑQ3,Q21ΑQ32把式2代入式1的第二式并除H21,则得3如想象全部流量Q3都以底流形式入池,即无分流,且近似认为流速仍为V1,则想象的水深H1P和H1之间的关系近似为H1≌ΑH1P4令FR1为无分流时的跃前水流弗洛特数,其值是5把式5代入式3,且令Q2V2H2,ΗH3/H16则式3可写成7再令8把式8代入式7,整理后得9式9就是确定Η值的控制方程。

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