掺气折流器对侧空腔和底空腔长度的影响

掺气折流器对侧空腔和底空腔长度的影响掺气折流器对侧空腔和底空腔长度的影响摘要：在突扩突跌掺气设施中，为保证掺气效果，增加底空腔的长度，加设折流器是有效的工程措施。

试验证明，折流器坡度和高度对空腔长度均有影响，较高的折流器增加空腔长度明显，且使底空腔与侧空腔贯通，有利于底空腔充分掺气。

回溯水流使底空腔变短，有效空腔长度是影响掺气效果的重要因素。

在空腔长度的计算中应综合考虑，顶板坡角，跌坎挑角和折流器体型的影响，得出的计算公式有实际应用和理论意义。

关键词：掺气折流器底空腔侧空腔射流对于高水头泄水建筑物来说，除了要解决高速水流引起的空腔破坏外，闸门止水的安全和优化问题也日渐突出。

利用突扩突跌掺气设施一方面可以满足掺气减蚀的要求，另一方面适合于偏心铰弧门采用同曲面液压密封框止水，可保证闸门止水的安全可靠和优良运行。

但突扩掺气缺乏成熟的工程经验和理论依据，在国内外已建工程中均有遭到空蚀破坏的事例，其原因尚未完全搞清楚。

因此通过试验来研究突扩突跌掺气水流的规律，在侧墙加设折流器后对空腔特性、压力分布、掺气浓度所造成的影响等有现实意义。

1 试验方案及设备试验研究在三峡工程泄洪深孔突扩突跌掺气水工模型上进行。

模型按重力相似准则设计，模型比尺为1∶25，模型最大流量为350L/s，出口断面流速为 4.5 ～7 m/s，Fr=2.47～3.59，Re=1.7×106～2.4×106，Wb=330～490.模型侧向折流器如图1所示，模型中侧收缩宽度由零渐变至2cm，侧收缩坡度各取1∶4，1∶6，1∶8，折流器高度各取为H，1/2H,1/3H（H为孔口高度）。

在侧墙和底板上布置了时均压力测孔、脉压测孔、掺气浓度感应片。

掺气通气孔风速用热球式风速仪测量，掺气浓度用中国水利水电科学院研制的848型掺气浓度仪量测。

为探讨侧向折流器不同高度和体型对侧墙和底板各掺气水力要素的影响，试验研究比较了6种方案，如表1示。

2 试验结果及分析2.1 流态由于侧向突扩，水流从有压段出口流出后向四周扩散，由二维流动变为较复杂的三维流动。

扩散水流撞击侧墙后，向上扩散的水流形成水翅，向下扩散的水流形成水帘。

水翅回落至正常水面后在其下游又会激起冲击波，流态较复杂，水翅过高也会冲击门铰。

向下扩散的水帘增加底空腔的回溯水流，减小了底空腔长度。

表1 试验方案侧向突扩水流对侧墙的影响可大致分为4个区域，即空腔区、压力骤变区、低压区和稳定区，如图2所示，图中Lb为底空腔长度，Lr为有效底空腔长度，Ls为侧空腔长度。

试验中定义沿侧墙的水股高出同一断面射流中心线水面的垂直高度为水翅高度Hf，高出中心线水面部分的水平长度为水翅长度Lf.空腔区是自水流脱离孔口侧壁起至水股在下游与侧墙相交处的水平距离。

图1 侧向折流器示意水翅最高点位置，随库水位的升高向下推移。

水翅最大高度与水翅长度，随库水位升高而明显加大，其与折流器的高度也有关，但与折流器坡度没有明显的相互关系。

值得注意的是，当折流器高度较小时，侧空腔长度变小，孔口出流与突扩侧墙的冲击角变大，产生一股斜角向下的白色逆向水射流，直接冲击弧形止水道。

这种现象一般在折流器高度小于一半孔口高度时较多发生，白色逆向水射流的冲击点高程与折流器高度有关。

图2 突扩掺气设施流态示意当折流器高度超过一半孔口时，侧空腔加长，孔口出流与侧墙冲击角变小，逆向水射流减弱，此时由于冲击点向下游推移，逆向水射流对弧形止水道边构不成威胁。

2.2 侧空腔长度侧空腔长度是反映孔口出流自孔口侧壁起至出流与下游侧墙冲击处的水平距离。

由于孔口侧壁在垂直方向上为圆弧形，出流的横向扩散沿水流方向逐渐加强，因此出流与侧墙的冲击交点与孔口的距离并不相等。

未加折流器时，一般为顶部距离大，底部距离小，加折流器后，顶部距离小，底部距离大。

取孔口中心高程处孔口侧壁末端至出流与侧墙的冲击交点的水平距离为侧空腔长度，各方案的试验结果如图3所示。

由图3可以看出，加设折流器可以加长侧空腔长度，其与折流器高度有关。

高度超过孔高一半以上的折流器对加长侧空腔长度有明显效果，相反，高度低于孔高一半的折流器，与无折流器相比，由于对孔口底部水流横向扩散约束影响，反而缩短了侧空腔长度。

2.3 底空腔长度2.3.1 底空腔长度试验结果空腔长度越长，掺气越充分，减蚀效果越好，因此。

空腔的长短是衡量各种方案优劣的重要指标。

图3 不同方案侧空腔长度比较孔口出流脱离跌坎后，水舌底缘沿程紊动扩散，掺气量加大，水和空气间形成一道过渡带，没有明显的气水界面，这给底空腔长度的量测造成困难，对水舌底缘的判断不同，测量结果差异较大。

文献[1,2]曾定义沿空腔中掺气浓度为60%的等浓度线为空腔气水界面，通过量测掺气浓度分布来确定底空腔长度，显然这种方法费时费力，后来产生出通过量测底板时均压力来确定底空腔长度的方法，用P=0.4(Pmax-Pca)的位置来确定底空腔长度，式中：Pmax为底板上的最大时均压力，为Pca空腔中的最小压力。

也有人直接用底板时均压力最大点的位置来确定底空腔长度。

根据本试验直接观测到的底空腔长度数据与上述两种方法出入较大，而与下式表达的底板时均压力吻合，如图4所示。

P=0.75Pmax (1)大量试验表明，水舌冲击底板后，产生一部分水流沿底板向上游回溯的现象，实际净空腔的长度远小于底空腔的长度（如图2中，Lrb）。

因此采用底空腔长度Lb来说明掺气能力是不够全面的，有效空腔长度Lr缩短，掺气量减小，减蚀效果也大为削弱。

冯家山和乌江渡等工程的原型观测资料[3]也表明，原型水舌下缘漩滚强度和回溯水流比模型更加严重。

所以采用有效空腔长度来作为设计掺气设施的依据是安全的。

有效空腔长度的量测，与用底板时均压力大小来确定空腔长度的方法进行对比分析发现，有效空腔长度值较符合下式表述的底板时均压力值，如图5和表2示。

P=0.18Pmax （2）图4 底空腔长度直接测量值与底板压力换算值比较图5 有效空腔长度的直接测量值与压力换算值比较由表2可以看出，空腔长度和有效空腔长度，在一定程度上受折流器的影响，折流器越高，空腔长度越长，有折流器的方案比没有折流器的方案空腔长度增加明显。

折流器宽度是从孔顶到孔底由零渐变至0.5m，有折流器的出流孔口实际上是顶部宽底部窄，折流器起到了把孔口射流向上抬高的作用。

2.3.2 底空腔长度的计算目前有各种计算空腔长度的计算公式，但适用于突扩突跌掺气设施底空腔长度计算的公式很少，能反映折流器对空腔长度影响的计算公式更是罕见，本文拟在这方面作一探讨。

表2 底空腔长度（底板压力换算值）( 单位：m )通常计算底空腔长度以抛射体理论作为重要的理论依据。

将坐标原点放在跌坎末端，水平下游方向为x轴正向，y轴垂直向下，则有式中：Lb为底空腔长度；y0为跌坎顶至跌坎与明槽底坡延长线交点底距离；α为下游明槽与水平面的夹角，向下为正；β为射流实际抛射角向下为正；u为坎上水流平均流速。

用式（6）计算出的底空腔长度Lb与实测的Lb有较大的出入，因此必须进行修正。

对于β的选择各有不同，文献[3]直接把有压洞出口顶板压坡角θ1当作β；文献[4]考虑θ1的同时引入最大横向脉动流速计算β，但未考虑跌坎挑角θ2的影响，计算误差较大；文献[5]考虑了挑角θ2但未考虑θ1的影响。

在压力洞出口与跌坎的水平距离较短的条件下，应同时考虑θ1和θ2的影响。

本文对β作如下的假设：确切地说，底空腔的掺气量是与有效空腔长度有关，绝大部分掺气是在有效空腔内实现的。

因此有效空腔长度的估算，对一个掺气设施来说更有意义。

假设冲击速度等于坎顶平均流速，将坐标原点设在挑坎末端，则由式（3），（4），（10）得射流与明槽底板的冲击角为γ=arctan(tanβ+g′Lb/u2cos2β)-α。

(11)图6 底空腔长度Lb试验值与计算值比较设底空腔末端坐标为y1，漩滚回水面与水舌底缘相交点的坐标为y2，则：yb=y1-y2. （12）yb一般与水舌厚度（可取为孔出口断面高度h），水流速度u（取坎顶平均流速），水流密度ρ，重力加速度g，射流与底板冲击角γ，空腔负压Pca（米水柱）有关。

应用因次分析和试验结果得：在不同库水位条件下，6个方案按式（15）计算结果如表3示，计算值和试验量测值对比如图7示。

表3 底空腔长度和有效空腔长度计算值（单位：m）从表3和图7中可以看出，试验值与计算值比较接近。

3 结语为保持稳定的侧空腔与底空腔。

折流器的高度和坡度对空腔长度均有影响，采用较高的折流器，能有效地增加底空腔和侧空腔长度。

不仅如此，试验观测也证明，加设折流器能使底空腔和侧空腔连通，使侧空腔成为底空腔有效的通气通道，保证底空腔的充分掺气。

值得注意的是，当折流器高度小于孔口高度一半时，孔口出流与突扩侧墙的冲击夹角变大，产生一般斜角向下的逆向水射流，直接冲击弧形止水道，这是低折流器方案的弊端。

图7 有效空腔长度Lr试验值与计算值比较由于回溯水流的影响，底空腔长度变短，直接影响掺气减蚀效果。

正确区分和计算空腔长度和有效空腔长度是评价一个掺气方案的关键。

本文根据底板最大时均压力来判断两种空腔长度的经验关系式（1）、（2），可供参考。

特别是考虑了顶压坡角、跌坎挑角和折流器体型等综合因素影响得出的计算空腔长度式（10）、（15），有实际应用和理论意义。

参考文献：[1] 潘水波。

通气挑坎射流的掺气能力[J]。

水利学报，1980，(5): 25-27。

[2] 时启燧。

通气减蚀挑坎水力学问题的试验研究[J]。

水利学报，1984, (3): 33-34。

[3] 长委设计院枢纽处。

三峡工程泄洪深孔突扩突跌式掺气设施研究成果[R]。

武汉：长江水利委员会设计院,1996。

[4] 水利部长江水利委员会。

长江三峡水利枢纽表孔和深孔体型优化专题报告[R]。

武汉：长江水利委员会, 1996: 22-23。

[5] 于琪洋。

挑坎型掺气减蚀措施过流掺气特性研究[D]。

北京：清华大学，1993.[6] Chanion H. Study of Air Entrainment and Aeration Devices[J]。

IAHR, HydrRes 1989, 27: 56-57.。

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掺气坎射流空腔积水计算_徐一民

- 1
并由该轨迹线得出射流的冲击角 2 , 则 ( 11 ) 式中 A 为已知数, ( 13) , ( 14) 式中 B, C 仅为 1 的函数, 由图 1 知, 方程 ( 15 ) 中 y #( x ) = t an ( #- t an 1 , 所以
1 1
)=
5. 95,
是 x 的函数, 故积水方程 ( 11 ) 中的
式中 p A , p B 为 A , B 点的压强 , 的压强近似为: p D = p c+ ∀ gy sin ( !+ 2 ) sin 2
p = p a - p c.
由于空腔里的积水可看成是静止水体 , 故 D 点
( 6)
sin( !+ 2 ) F 2 = 1 ( p c - p a ) h2 + 1 ∀ g h2 = 2 2 sin 2
. 由于来流流速较
y 也是 x 的函数: y = f(
1
小 , 掺气量很小 , 故空腔负压很小, 计算中忽略空腔负压 . 图 3( a) 为坎上水深 h = 0. 013 m, 流速 v = ) = f 2( x ) ( 17) 2. 213 m % s- 1 时计算所得射流方程和积水方程曲线 , 由此得出积水深度 H = 0. 011 m, 净空腔长度 L net =
) + cos( !+ p y sin !
2
))
( 9) ( 10 )
x 方向的动量方程为 : v co s v1 = cos( !+ h1 =
1
)
1
( 1) ) ( 2) 整理得 :
v h cos ( !+ h= v1 co s
F 1 cos 1 + ( F c + G 1 + G 2 ) sin !F 2 co s 2 = ∀ g ( v 2 cos 2 - v 1 co s 1 )

掺气减蚀设施后二维空腔流动计算_杨永森

tN - t ( s) t ( s) ( T M - t ( s) )
Gu ( l )
5
( l ) u ( l ) d l + G l ( s ) ln t N - t ( l ) - t ( s) t - tM ( l ) - tN ( l ) ( tM - ( l ) ) ( l ) u( l ) dl + ( l ) - t ( s) s
2 p - pc 2g U + a + ( X l ( ) - X A ) sin + ( YA - Yl ( ) ) cos 2g
( 8)
式中 a 为底板坡度. 根据坐标转换关系式 ( 8) , 并由 x oy 中的 Bernoulli 方程 , 可导出在坐标系 x oy
U2 2g + ( X u ( ) - X A ) sin + ( YA - Yu ( ) ) cos 2g
( 10) - b1 G u( ) d ( - a 1) ( - a 2) - t
2
b
- b1 ( - a 1) ( a 2 -
)
G 1( ) d - t
1
a
式 ( 5) 中 ,
的微分与流场边界弧长的微分有如下关系 d = q
[ 4]
( l ) u( l ) d l ( l) = - e
- q ( l)
( 9)
式中 x l , y l , x u , y u 分别为两自由面在 x oy 坐标系中的坐标 . 运用式 ( 3 ) 可导得式 ( 7) 所示的边值问题的解为
b
1
( t) =
a
2
1
( t - a 1) ( t - a 2) t - b1

缓坡条件下掺气坎后空腔长度的试验

坎产生掺气水流。
02
4. 调整试验条件，如水深、流速等，重复上述步骤，进行多次试验。
04
数据采集与处理方法
01
02
03
04
1. 使用激光测距仪对掺气坎后空腔长度进行测量，确保测
量精度。
2. 使用高速摄像机对掺气水流进行拍摄，观察水流形态和
掺气效果。
3. 对试验数据进行整理，包括数据表格和图表。
分析缓坡条件下的水流特性对空腔长度的影响；
测量缓坡条件下掺气坎后的空腔长度；
通过试验结果，优化掺气坎的设计，提高水利工程的运行效果。
02
掺气坎后空腔长度的影响因素
掺气坎结构参数
掺气坎高度
掺气坎的高度对后空腔长度有显著影响。一般来说，随着掺气坎高度的增加，后空腔长度也会相应增加。
掺气坎宽度
测量仪器
用于测量掺气坎后空腔长度，包括激光测距仪、高速摄像机等。
试验操作流程
1. 将掺气坎装置安装在水槽中，调整掺气坎的角度和位置，使其符合
试验要求。
01
3. 使用测量仪器对掺气坎后空腔长度进行测量
，记录数据。
03
5. 对试验数据进行整理和分析，得出结论。
05
2. 通过进水管向水槽中供水，使水流经过掺气
因此，研究掺气坎后空腔长度的变化规律对于优化掺气坎的设计和改善水利工程的运行效果具有重要意义。通过试验的方法，可以深入探究掺气坎后空腔长度的变化规律，为实际工程提供重要的参考依据。
试验目的与目标
本试验旨在探究缓坡条件下掺气坎后空腔长度的变化规律，揭示这种条件下水流特性对空腔长度的影响机制。具体目标包括
影响因素的敏感性分析
掺气坎高度对空腔长度影响最大

泄槽反弧段掺气坎的空腔特性

泄槽反弧段掺气坎的空腔特性张继肖;徐一民;舒蕴璟;储威威;王尧;荣岩【摘要】10.3724/SP.J.1201.2012.05080% 空腔特性是影响掺气效果的重要因素之一，而空腔长度和空腔积水是反映掺气空腔特性的两个重要指标。

通过二维数学模型建立和数值模拟计算，对反弧半径、掺气坎体型与反弧段水流特性及掺气空腔特性的影响关系进行研究。

根据数值模拟结果可以看出，反弧半径的增大会引起空腔长度的增长而减短空腔积水长度；挑坎坡度越陡，空腔长度和空腔积水长度都会变得越长；空腔长度和空腔积水长度都与挑坎高度成正比关系。

本结果可以为优化掺气设施提供科学依据。

【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】4页(P80-83)【关键词】数值模拟;反弧半径;挑坎高度;挑坎坡度;空腔长度;空腔积水【作者】张继肖;徐一民;舒蕴璟;储威威;王尧;荣岩【作者单位】昆明理工大学电力工程学院,昆明650500;昆明理工大学电力工程学院,昆明650500;昆明理工大学电力工程学院,昆明650500;昆明理工大学电力工程学院,昆明650500;昆明理工大学电力工程学院,昆明650500;昆明理工大学电力工程学院,昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TV131.34;TV653在高坝工程建设中，泄水建筑物的空蚀破坏一直是受到重视的关键问题之一。

在高水头泄水建筑物的过流面上设置掺气挑设施以减轻或避免高速水流的空蚀破坏，已成为国内外目前被认为最有效的减蚀措施之一。

对于掺气坎的研究中，空腔特性是影响掺气效果的主要因素［1］。

在工程上，它影响着掺气量及掺气设施的有效保护范围［2］。

在对空腔特性的研究中，徐一民等［3］通过分析掺气坎射流的微分水体受力的力学关系，建立射流微分水体的微分方程，提出一种通过物理力学概念求解射流空腔长度的计算方法。

徐一民等［4］从理论上建立了掺气坎射流空腔积水的方程式，并且对空腔积水的机理进行了初步探讨。

通气孔对掺气坎空腔长度影响的试验研究

关键词：水力学试验；掺气坎；通气孔；空腔长度中图分类号：３．４ＴＶ１１３文献标识码：Ａ文章编号：６２１８（０００ —０８０１７ —６３２１）５０５ —３
Байду номын сангаас
ＥｘｒｍｅｔｌＳｕｙｏｈｆｃｆＡｉｎｔＯｔｅＬｅｇｔｆＣａｉｙｏｒｏｓｐｅｉｎａｔｄｆｔｅＥｆｅｔｏｒＶｅｎｈｎｈｏｖｔｆＡｅａｔｒ
ＺＨＡＮＧｏ，Ｔａ１ＢＡＩＷｅ－ｅ，ｎｈ２ＸＵ－ｎＳＨＥＮＹｉｍｉＩ，ＣｈｕｉｇＩＣＨＵｅ～ｉＬＩＸｉｏｌｉｍｙｎ，Ｗｉｗｅ１，Ｕａ－ｅｓ
（．ｏｌｇｆＥｌｃｒ１ＣｌｅｅｏｅｔｉｃＰｏｅＥｎｉｅｒｎＫｕｍｉｇＵｉｅｓｙｏｃｎｅｎｅｈｏｏｙ，ｎｎ５０１Ｃｉａｗｒｇｎｅｉｇ，ｎｎｎｖｒｉｆＳｉｃｄＴｃｎｌｇＫｕｍｉｇ６０５，ｈｎ；ｔｅａ２ＹａｊａｇＩｓｉｔｏｎｅｔａｉｎａｄＤｅｉｎｏｔｒＣｎｅｖｎｙａｄＨｙｒｐｗｅ，ｕｎｉｎ５３０Ｃｉａ．ｕｎｉｎｎｔｕｅｆＩｖｓｉｔｎｓｇｆＷａｅｓｒａｃｎｄｏｏｒＹａｊａｇ６３０，ｈｎ；ｔｇｏｏ
３ＨｅｅＲｓａｃｎｔｕｅｏｎｅｔａｉｎａｄＤｅｉｎｏｔｒｏｓｒａｃｎｄｏｏｒｎｉ０２０Ｃｉａ．ｂｉｅｅｒｈＩｓｔｔｆＩｖｓｇｔｎｓｆＷａｅｎｅｖｎｙａｄＨｙｒｐｗｅ，ｉｉｏｇＣｎ３０５，ｈｎ）

泄水建筑物掺气坎射流空腔回水问题

泄水建筑物掺气坎射流空腔回水问题胡彪;宁利中;田伟利;宁碧波【摘要】掺气减蚀是使泄水建筑物免遭空蚀破坏的重要措施。

空腔特性是影响掺气效果的重要因素之一，而空腔长度和空腔积水是反映掺气空腔特性的两个重要指标。

为提高掺气减蚀效果，应避免掺气空腔出现严重积水，使水流在掺气空腔内充分掺气。

影响掺气空腔积水的因素众多且复杂。

总结了空腔积水计算方法及掺气坎体型、泄槽底坡、冲击角、挑坎高度、挑角和空腔负压对空腔积水的研究成果。

提出了进一步的研究建议。

%Aerator is an important method to protect outlet structures from cavitation damage . The cavity characteristic is an important factor affecting the flow aerator , while the cavity length and backwater are two important indicators which reflect the characteristics of aerated cavity . For a bottom aerator of effective air entrainment , serious backwater in the bottom cavity should be avoided , and the flow water fully aerated in the aeration cavity.The factors that affect the backwater are usually complex .The calculation method of the cavity , the shape of the aerator , the chute bottom slope , the impact angle , the height of the bucket , the bucket angle and the negative pressure of the cavity are summarized .Some suggestions for further research are put forward .【期刊名称】《黑龙江大学工程学报》【年(卷),期】2016(007)001【总页数】6页(P12-16,34)【关键词】掺气减蚀;空腔积水;影响因素;掺气坎【作者】胡彪;宁利中;田伟利;宁碧波【作者单位】西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地，西安 710048;西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地，西安710048;上海大学美术学院，上海 200444;嘉兴学院建筑工程学院，浙江嘉兴314001【正文语种】中文【中图分类】TV131.34随着高坝建设的增多，高速水力学问题日益突出。

弧门突扩跌坎掺气减蚀应注意的问题

弧门突扩跌坎掺气减蚀应注意的问题
周赤;韩继斌
【期刊名称】《水电工程研究》
【年(卷),期】1997(000)001
【摘要】偏心铰弧形闸门门座结构特殊，水流条件复杂，对其进行总结，提出注意事项，找出发生空蚀的原因及改善优化措施是十分必要的。

本文综述了多项有关试验成果及观点，认为偏心铰弧闸门突扩跌坎减蚀的最佳体型，不仅要满足这种闸门止水结构的要求，而且要有较优的掺气性能，确保掺气减蚀的各项参数的要求。

此外，还介绍了研究三峡工程深孔弧门突扩跌坎掺气减蚀的工况和继续深入研究的必要性。

【总页数】9页(P29-36,44)
【作者】周赤;韩继斌
【作者单位】长江科学院;长江科学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV663.2
【相关文献】
1.突跌突扩掺气坎水力特性的三维数值模拟 [J], 兰观福;杨具瑞;田振华;罗晶;李立年
2.阿尔塔什水利枢纽深孔工作弧门突扩突跌门槽体型试验研究 [J], 孟涛;章晋雄;潘旭东;王志刚
3.突扩突跌体型与偏心铰弧门运行方式问题 [J], 王治祥
4.侧折流器对突扩突跌掺气减蚀的影响研究 [J], 王国辉; 欧红光
5.高压弧形闸门突扩跌坎式掺气减蚀应注意的问题 [J], 肖兴斌[1];潘化兰[2]因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

突扩突跌体型的部分水力特性实验研究

【要】坝泄水建筑物在运行过程中，般都会采用掺气减蚀的处理措施以保证工程安全。然而，用常规底部摘高一采
掺气设施后，游侧墙仍可能出现空蚀破坏。加入侧墙掺气处理措施，有效提高下游近壁水体的掺气浓度。下而可本文通过模型试验，突扩突跌体型下。空腔长度对水流形态的影响，劳德数对水流形态及侧空腔长度的影响对侧佛
设置突扩掺气设施的主要目的。
通过对两种开度。流量的实验比对，在采８种
用弧形闸门全开的情况下，即流量范围在１０－８－２０ｄ之间时，掺气坎后侧空腔长度在２．２Ｉｓ２号６８ — ２．ｒ之间．７６ａｅ侧空腔长度的增长随流量变化很小。而在１开度情况下。２／即流量范围在９．ｌ４６Ｊ０１ｏ．Ｉ一，Ｓ间．之２号掺气坎后侧空腔长度在５．５．ｃ２８４５ｍ — 之间。空腔长度的增长随流量的变化也很小。而侧对比全开度和１开度，在相同水头高度作用下，２／
Ｆ的增加而增加。ｒ
而１５水头状态下。空腔回水深度达到２ｍ左．ｍ８ｃ
右。１，度状态下，．ｍ水头时空腔回水深度为２开２８
１ｃ左右，１５水头状态下，腔回水深度．ｍ２而．ｍ８空达到１ｃ．ｍ左右。８水流经过２号掺气坎进入突扩段后。在侧空腔长度小于底空腔长度。侧空腔比底空腔相对长度比在０６ —０７．８．５之间时，扩射流冲击边墙，侧但

便携式新型换热器折流板对传热效率影响分析

由图 2 分析知, 折流板间距较小时, 流体温度变化大, 压
力降大, 湍流程度高, 壳程对流传热系数高。随着间距的逐渐
增大, 整体换热效果下降, 压降明显减小。研究发现: 折流板
2. 2 Fluent 仿真数值模拟计算方法确定
采用 Fluent 的 3D 求解器对换热器壳程内流体流动进行仿真数值模拟计算, 使用压力基隐式求解法, 湍流模型选择标准型 κ-ε 方程, 压力-速度耦合选用 Simple 算法解决, 三大方程皆采用二阶迎风格式。模型进口端设定为流体速度模式, 进口速度为 15 m / s, 温度为 110 ℃ , 换热管壁温度为恒温 50 ℃ , 出口端设定自由模式。
3 折流板结构参数对强化壳程传热的影响
折流板迫使壳程流体在换热器中横向移动, 冲洗换热管, 提升湍流程度, 从而增大壳壳程对流换热系数。折流板两个重要参数是间距和切率。其大小将影响每个流动路径, 从而影响传热效果。
3. 1 折流板间距对强化壳程传热的影响
利用优化结构参数后的换热器模型, 假定折流板切率为定值, 折流板间距分别取 59 mm、 62 mm、 87 mm 和 130 mm。图 2 和图 3 分别为折流板间距变化时换热器壳程内部温度场与压力场对比云图。
de uρ μ
0. 55
ucp λ
0. 33
μ μw
0. 14
(3)
式(1)、 (2)和(3)中符号代表的物理性质如表 1 所示。
表 1 式中符号代表的物理性质汇总表 Table 1 A summary of the physical properties represented
by the symbol in the formula

泄槽反弧段掺气坎的空腔特性

ＳｕｎｔｖｔｎｇｈＯｖｒｔｔｄｙｏｈｅＣａｉｙＬｅｔｅｈｅＣｈｕｅｗｉｈａＡｎｔ－ｒｅｔｏｔｔｎｉａｃＳｃｉｎ
ＺＨＡＮＪ—ｉ，ＧｉａＸＵｉｎＳｘｏＹ－，ＨＵｕｎ，ｍｉＹｎｊｇＣＨＵｉｉＡｉＷｅｗｅ，ＮＧａ，ＯＮＹｎ — ＷＹｏＲＧａ
摘要：空腔特性是影响掺气效果的重要因素之一，而空腔长度和空腔积水是反映掺气空腔特性的两个重要指标。通
过二维数学模型建立和数值模拟计算，对反弧半径、掺气坎体型与反弧段水流特性及掺气空腔特性的影响关系进行研究。根据数值模拟结果可以看出，反弧半径的增大会引起空腔长度的增长而减短空腔积水长度；挑坎坡度越陡，空腔长度和空腔积水长度都会变得越长；空腔长度和空腔积水长度都与挑坎高度成正比关系。本结果可以为优化
第１Ｏ卷第５期２１０２年ｌ月Ｏ
南水北调与水利科技
ＳｕｈｏｏｔｔｉｒｏｄＷａｅＳｉｃＴｃｎｌｙｏｔｔＮｒＷａｅＤｖｓｎａｔｃｎｅ＆ｅｈｏｇ－－ｈｒｅｉｎｒｅｏ
Ｖ０ＯＮｏ５Ｌ１．
０ｃ．２１ｔ０２
ｄｉ０３２／ＰＪ１０．０２０００ｏ：．７４Ｓ．．２１２１．５８１
泄槽肖，一民，蕴碌，威威，徐舒储王尧，荣岩
（明理工大学电力工程学院，昆昆明６００）５５０
ａｃｆｏ，ｎｈｈｒｃｅｉｔｓｏｅａｉｎｃｖｔ．ｅｓｍｕａｅｅｕｔｈｗｅｈｔｈｃｅｓｎｆｈｎｉｒａｉｓｒｓｌｓｒｌｗａｄｔｅｃａａｔｒｉｆｒｔａｉＴｈｉｌｔｄｒｓｌｓｓｏｄｔａｅｉｒａｉｇｏｅａｔａｃｒｄｕｅｕｔｓｃａｏｙｔｎｔ－ｉｈｎｒａｉｆｔｅｃｖｔｅｇｈａｄｔｅｄｃｅｓｎｆｔｅｌｎｔｆｔｅｂｃｗａｅａｉｙｎｔｅｉｃｅｓｎｏｈａｉｙｌｎｔｎｈｅｒａｉｇｏｈｅｇｈｏｈａｋｔｒｉｃｖｔ．Ｔｈｔｅｅｈｕｋｔｓｏｅｇｎｅｓｅｐｒｔｅｂｃｅｌｐｉ，ｈｏｅｏｈｔｅｌｎｔｓｏｈａｉｎａｋｔｒｉａｉｒ．ｅｃｖｔｅｇｈ，ｓｗｅｌｓｔｅｌｎｔｆｈａｋｔｒｓｔｅｌｎｒｂｔｈｇｈｆｅｃｖｔａｄｂｃｗａｅｃｖｔａｅＴｈａｉｌｎｔａｌａｈｇｈｏｅｂｃｗａｅｇｅｔｙｎｙｙｅｔｉａｉｙｉｐｏｏｔｎｌｔｈｕｋｔｈｉｈ．Ｔｈｅｕｔａｒｖｄｃｅｔｉｅｅｅｃｓｆｒｔｅｏｔｉｔｎｏｈｅａｏｓｎｃｖｔ，ｓｒｐｒｉａＯｔｅｂｃｅｅｇｔｏｅｒｓｌｃｎｐｏｉｅｓｉｎｉｃｒｆｒｎｅｏｈｐｉｚｉｆｔｅａｒｔｒ．ｓｆｍａｏＫｅｒｓｎｍｅｉａｉｌｔｎ；ｎｉｒａｉｓｂｃｅｅｇｔｂｃｅｌｐ；ａｉｙｌｎｔｂｃｗａｅｎｃｖｔｙｗｏｄ：ｕｒｃｌｍｕａｉａｔａｃｒｄｕ；ｕｋｔｈｉｈ；ｕｋｔｓｏｅｃｖｔｇｈ；ａｋｔｒｉａｉｓｏ — ｅｙ

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