明渠岸边侧向取水“取水角效应”

摘要：在火、核电厂冷却水的取水工程中，明渠无坝侧向取水是一种常见的取水方式。在前人关于直角取水口研究的基础上，增加了一个参数——“取水角”，并利用试验室水槽试验和数值模拟计算的双重方法，对不同取水角度取水口的水力特性和进沙特性了研究，分析了明渠岸边侧向取水的“取水角效应”。对“取水角效应”的定义为：明渠岸边无坝侧向取水工程中，取水角的改变对取水口敏感水域的水力特性和进沙特性的影响。文中以主、分流的平均流速之比η为主要参数，在前人关于直角取水口研究工作的基础上，对取水角为45°的明渠岸边侧向取水口了试验和计算、对30°取水口了计算，了取水角对取水近区水域水流结构的影响。对取水口水力特性的认识，在45°明渠岸边侧向取水试验方案中，于口门上游主槽近岸侧布置单片导流板，并对导流板的防沙效果和工程参数的优化了研究。对不同角度时取水口敏感水域的水力特性了定量研究，对取水近区水域的水流结构有了的认识。试验结果，口门断面是取水分流最敏感的部位，水流结构的三维特性，表层流场与底层流场差异。在取水口近区水域，主槽内不同水深处的分流宽度不同，底层分流宽度远大于表层；分槽左岸存在回流区，且表层水流的回流区强度和范围大于底层水流。取水口水力特性的“取水角效应”可以归纳为：取水角度的减小，取水口口门断面处的流速分布更加均匀，口门近区水流的流线更加平顺，口门上游主槽水流的相对分流宽度逐渐减小，分槽内的回流区宽度减小，净进流宽度增大。从取水防沙的角度考虑，较小的取水角型式具有更好的流态。取水口导流板防沙的“取水角效应”可以归纳为：同样的导流板布置在不同角度的取水口前，当取水角较小时，导流板的保护区长度更大，防沙效果更好。本项研究是国家电力部科技攻关项目——“火、核电厂取水防沙防杂物防污进水问题的研究”的后续工作，也是中国水利水电科学研究院曹继文博士学位论文——“明渠岸边横向取水的三维水力特性及简易防沙措施试验研究”的研究。关键词：取水角效应论文导流板论文取水防沙论文数值模拟论文

摘要4-5

Abstract5-10

章 绪论10-22

1.1 问题的10

1.2 国内外研究综述10-18

1.2.1 无坝岸边取水的分流分沙问题10-13

1.2.2 取水角及其对水流结构和底沙分配的影响13-14

1.2.3 直角取水口的水力特性研究14-15

1.2.4 取水防沙的简易工程措施——导流板15-18

1.3 研究及内容18

1.3.1 研究18

1.3.2 研究内容18

1.4 研究方法和技术路线18-20

1.5 篇章的划分20-21

/u_∞103

6.2.2 橫向相对流速u_y/u_1103

6.2.3 垂向相对流速u_z/u_∞103-107

6.3 取水分流宽度研究107-108

6.3.1 表、底层分流宽度研究107

6.3.2 分流宽度沿水深的分布107-108

6.4 分槽回流特性分析108-109

6.5 取水敏感水域的脉动特性分析109-111

6.5.1 口门断面的相对紊动动能109

6.5.2 近区水域的相对紊动动能109-111

本篇内容小结111-112

篇 明渠岸边侧向取水的"取水角效应"112-137

第七章 明渠岸边侧向取水的"取水角效应"112-136

7.1 取水口"口门断面"的水力特性随取水角的变化112-122

7.1.1 口门断面流场的变化112-113

7.1.2 取水方向流速分布的均匀度评价113-114

7.1.3 三维时均流速分布的变化114-119

7.1.4 取水方向时均流速的变化119-122

7.2 取水口"近区水域"的水力特性随取水角的变化122-134

7.2.1 各层流场的变化122-124

7.2.2 三维时均流速分布的变化124-132

7.2.3 取水分流宽度的变化132-133

7.2.4 分槽断面收缩比的变化133-134

7.3 导流板防沙效果的"取水角效应"134-135

7.3.1 导流板的前置距随取水角的变化134

7.3.2 导流板的"保护区长度"随取水角的变化134-135