进水口漩涡特性及临界淹没水深的研究进展.pdf

第8卷第5期
南水北调与水利科技
Vol 8 No 5
2010年10月
South-to-north Water Transfers and Water Science & Technology
Oct.2010
doi:10.3724/SP.J.1201.2010.05129
进水口漩涡特性及临界淹没水深的研究进展
郑双凌,马吉明,陈浩波,南春子
(清华大学水利系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084)
摘要:压力进水口前的漩涡是常见的水力现象,研究漩涡的水力特性,是认识和消除进水漩涡的基础。研究进水口
前漩涡的主要方法有室内编尺物理模型试验、理论研究及数值模扠等。主要对进水口漩涡水力特性和临界淹没水深
的研究成果进行了分析总结;根据漩涡是否吸气对其进行分类,分析各种漩涡可能产生的危害,并总结了漩涡产生的
影响因素、缩尺效应和进水口的临界淹没水深公式。最后指出,应加强电站进水口漩涡的原型观测统计,以及双层或
多进水口临界淹没水深的研究。
关键词:水力学;漩涡;临界淹没水深;进水口;综述
中图分类号;TV135.1文献标识码:A文章编号:1672-1683(2010)05-0129-04
Review of Vortexes and Critical Submergence at Intakes
ZHENG huang-ling, MA Ji-ming, CHEN Hao-bo, NAN Chun-zi
(State Key Laboratory o/ Hydroscience and Engineering, Department of Hydraulic and
Iydro power Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)
Abstract: Abstract: The vortex often occurs at the intake of hydraulic structure, and to avoid the vore, the ydraulic characteristics of vortex
at intakes should be studied. The current research methods of vortex are mainly physical model experiments of some hydropower projects. And
there is also relatively large progress with the study on the theory and numerical model of vortex The paper presents a brief review of the hy-
draulic characteristics of ortex and the critical submergence a intakes and classifies the vortexes according to whether there is air-core or not
Then it analyses all the possible damages, influencing factors and scale effect of vortexes, and summarizes the empirical formulae of critical su-
mergence at intakes. At last, the paper indicates that in the future the prototype test and critical submergence at double-layer intake should be
paid more attention.
Key words; hydraulics; vortex; critical submergence; intake; review
1概述
于临界淹没水深的计算公式较多,相互之间的差别也很大,
对重要的工程,往往还要通过模型试验进行研究验证。单
漩涡极易产生于各种压力进水口前边,如水电站进水口、纯增加淹没水深对工程并不经济,此外,有的工程受条件限
泵站进水口、虹吸输水道等,特别是大型水电站在低水位围堰制,必须采取其他的消涡措施7。因此,研究漩涡的水力
挡水期就有发电任务,进水口前的漩涡间题显得尤为突出。特性,如产生的机理和影响因素等,是采取有效措施控制漩
漩涡的危害很多,可降低过流能力和机组效率,卷吸漂浮物,涡危害的前提。
引起一些有害的液压气动问题及机械问题等口?。
进水口漩涡是极其复杂的水流现象,一直以来都倍受国
目前消除漩涡最简单且广泛采用的方法就是保证压力内外学者关注。随着测量手段和计算机技术的进步,进!漩
进水口前的淹没水深超过临界水深,合适的不吸气最小淹涡的研究在物理模型和数值模拟等方面都有了很大的进展,
没水深即为临界水深。在水电站设计中,当水库的死水位并运用在实际工程当中。本文分析总结了有关漩涡特性和临
确定之后,临界水深就成为确定发电引水口高程的理论根界淹没水深的主要研究成果,并对其进行了分析评价,有利于
据,因此,临界水深的合理计算有很强的实用价值。目前关使用者对具体公式的选择。
收稿日期:2010-08-05修回日期:2010-08-25
基金项目:高等学校博士学科点专项科硏基金(20060003039)
作者简介:郑双凌(1979-),女,湖北京山人,工程师,硕士,主要从事工程水力学方面的研究。
通讯作者:马吉明(1960-),男,河南济源人,教授,博士,主要从事工程水力学方面的研究
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