文档介绍：泄水建筑物出流与下游衔接和消能
MF2Hs0b2***
泄水建筑物出流与下游
衔接和消能
(水流衔接,简答题)
泄水建筑物下游水流的衔接形式,即水跃发生的位置取决于建筑物下游收缩断面水深 hc的共轭水深与下游水深 ht 的相对关系。存在 3 种情况:
题目
试叙述泄水建筑物下游的水流衔接形式及其产生的条件
答:
(1) 当下游水深 ht= :这时水跃发生在收缩断面,如图(a)所示,这种衔接为临界水跃衔接。
ht = hc"
h t= hc"
L1
2
c
(a)
c
hc
2
解题步骤
(b)
ht < hc"
2
1
c
c
1
h1
2
hc
L1
L
ht
hc"
(2) 当ht < :这时下游水深 ht 与构不成共轭水深, 水跃不能发生在收缩断面。由于跃后水深为ht, 跃前水深 h1 应大于 hc。于是从收缩断面水流以c1 型壅水曲线向下游延续, 至水深等于ht的共轭水深 h1 处,水跃在此发生,如图(b) 所示,称为远驱式水跃衔接。
解题步骤
hc"
2
(c)
c
c
2
ht
ht > hc"
令σj = ht / ,称为水跃淹没系数,用来判别建筑物下游水流的衔接形式,即
(3)当 ht > : 这种情况与(2) 正好相反。水跃被水深较大的下游水流向上推移,收缩断面被淹没,从而形成了淹没水跃衔接,如图(c)所示。
当σj = 1时,为临界水跃式衔接;
当σj < 1时,为远驱水跃式衔接;
当σj > 1时,为淹没水跃式衔接。
实验研究表明,临界水跃消能率最高,但不稳定。远驱式水跃消能率降低,而且下游存在一定长度的急流段,对建筑物的安全不利。淹没式水跃的淹没系数σj > 时,淹没水跃的消能率低于相同弗汝德数的自由水跃,且水跃长度大于自由水跃。
解题步骤
综上所述,远驱水跃衔接最为不利,工程中应该避免;临界水跃衔接不稳定;而淹没度不大(σj =~) 的淹没水跃衔接最为理想。
解题步骤
MF2Hs0b3***
泄水建筑物出流与下游
衔接和消能
(消能形式,简答题)
试叙述泄水建筑物下游泄流消能的形式、水流特征和适用条件;
答:
泄水建筑物下游泄流消能形式主要有 3 种:即底流消能、挑流消能和面流消能,另外还有戽流消能。
(1) 底流消能(即水跃消能):底流消能就是在建筑物下游修建消能池控制水跃发生的位置,减小急流范围,并利用水跃消除水流多余的能量,使水流安全地与下游缓流衔接,见图 1 所示。
题目
底流消能的主流位于河床底部,表面为急剧翻腾的旋滚,通过旋滚的强烈摩擦紊动掺混,消耗水流多余的能量。底流消能方式大多应用于中、低水头及地质条件较差的泄水建筑物下游。
解题步骤
图 1
(a)
(b)
(2)挑流消能:挑流消能是利用修建在泄水建筑