绘制天然河道水面曲线的一种图解法

对于一般的平原河道,由于流速较小,在绘制河道水面曲线时常忽略流速水头的影响。但对某些流速较大的山区河道,流速水头的影响则不能忽略。考虑流速水头影响的河道水面曲线计算方法可用试算法或图解法,而以后者较为简便。目前工程中常用的图解法,例如艾斯考菲法、艾兹拉法及扬远东法等,虽然求水位时的图解方法比较简便,但在制备图     

基于EPANET的桐梓隧道反坡排水设计和分析

为提高桐梓隧道反坡排水系统管道水力计算精度,确定排水管道流速和节点水压力分布及水头损失,模拟不同类型水泵组合和排水方式,基于EPANET建立桐梓隧道反坡排水模型,通过控制管道流速和末端水压力,实现对整个排水系统的设备选型和动态模拟.结果表明:与常规计算方法相比,EPANET隧道反坡排水模型在水力计算时考虑了实际高程及局部水头损失,总水头损失计算准确度提高50％以上,设计流速与实际流速一致,并能得出管网系统动水压力分布.可见EPANET可以对不同水泵组合模拟抽水分析,为隧道反坡排水设备选型和水力计算提供参考.     

山区性河流水面线计算改进

通过改进动能修正系数和引入综合局部系数,克服了常规的水面线计算方法计算山区性河段水面线时出现的下游水头比上游水头大或糙率、局部损失系数变化较大的问题,避免了在计算山区性河流水面线时使用虚糙率在物理概念上解释困难和扣死水操作复杂等缺点.通过改进的遗传算法对糙率、局部损失系数或综合局部系数等进行优化选择,使参数选择更加合理.通过对蓬莱滩河段水面线计算并和传统的方法进行比较证明该方法对山区性河流水面线的计算是行之有效的.     

桥梁桩群存在条件下的河道水面线计算方法研究

河道水面线计算是防洪规划中的重要内容.在河道上修建桥梁工程,桥墩多采用桩群基础结构型式.洪水期,水中桩群的存在会显著抬高河道的水位,造成阻水,使河道的泄洪能力降低,其河道水面线的计算必须考虑桩群摩水的影响.为此,本文以桩群阻力的物理模型实验数据为依据,通过将桩群阻水作用概化成等效糙率,并考虑桩群引起的过流断面缩小造成的局部阻力损失,建立了桥梁桩群存在条件下的河道水面线计算方法,为防洪规划设计标准的合理确定提供了参考依据.     

存气水平管道分层流动阻力分析与实验研究

对存气水平管道的水头损失进行研究．推导了存气水平管道分层流动的压降计算式,在有机玻璃水平管中进行了相关实验,提出了存气管道分层流动水头损失与满管流水头损失的比值关系．研究表明：存气水平管道压降计算式的计算值与实验值较好吻合;相同流速下,随着气体积聚量的增加,水头损失先略微下降后逐步升高;水平管道气体积聚量与水流流速相关,随着流速增大,积聚量减少;液相折算流速、管道直径对存气管道分层流动水头损失与满管流水头损失的比值影响不大,其比值趋于同一曲线．     

考虑水温变化的热水管路水头损失计算公式

根据已有的热水管道水头损失计算基本公式，采用多元线性回归计算方法，提出了新的热水管道水头损失计算公式。该公式同时考虑了流速、管径、水温等因素的影响，具有较强的适用性。通过分析认为，该公式能满足工程设计要求，可用于热水管道工程的设计计算。     

岩溶管道的折算渗透系数取值探讨

为完善岩溶管道的折算渗透系数计算方法,基于Izbash指数方程,在考虑了局部水头损失和沿程水头损失的条件下推导了岩溶管道的折算渗透系数公式,并通过建立弯折岩溶管道模型验证该方法的合理性。基于此弯折岩溶管道模型,采用单因素分析法,讨论了4种流态分区(层流区、水力光滑区、第二过渡区和水力粗糙区)下折算渗透系数对水流的雷诺系数、岩溶管道直径和弯折角度以及岩溶管道计算长度的响应。结果表明:(a)岩溶管道较短时,大雷诺系数和水流边界条件的急剧变化会产生较大的局部水头损失,此时推导的考虑局部水头损失的折算渗透系数可以较好地反映实际情况。(b)岩溶管道直径对折算渗透系数的影响最大;雷诺系数只在层流区影响较大,其他3个流态区雷诺系数、弯折角度和岩溶管道计算长度的影响与管道直径相比较小。     

供水管道水头损失产生原因及计算

水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称为水头损失，根据边界条件的不同把水头损失分为两类：对于平顺的边界，水头损失与流程成正比的称为沿程水头损失，用hf表示；由局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而引起的水头损失称为局部水头损失，用hj表示，两者的计量单位都为米。     

天然河道型水库水质预报数值模型

天然河道型水库长宽比具有长条形状，河流入库处突然扩大，流速变小有局部损失产生的特点，根据Saint Venant Equatians及河流纵向弥散微分方程，考虑河流入库突然扩大对计算的影响，建立了一维天然河流非恒定流水动力学和水质的耦合模型，对岳城水库、漳河的断面平均水力要素及相应断面的水质污染物浓度进行计算.在坝前计算值与实测值比较接近，精度达到±10%之内.     

某电站进水口体型优化水力学试验研究

文章采用1∶30水工模型试验,研究了某电站进水口前流态、漩涡特性、进口段水头损失、沿程时均压力特性及过栅流速等。试验结果表明:在电站正常运行库水位范围内,进水口前未出现影响机组正常运行的有害漩涡,进水口及拦污栅结构体等设计合理;拦污栅结构体至进口渐变段末端的水力损失系数为0.122,在机组引水流量为900m3/s条件下,进口断面的局部水头损失为0.246m;进水口有压管段顶面和侧面的时均压力梯度均较小,检修门井及快速闸门井内的水面波动最大值为0.09m,说明有压进口段的体型较好;拦污栅断面的流速及分布特性随机组运行时库水位的变化而变化,最大过栅流速约为2.1m/s。     

考虑气温变化影响的引水渠道水内冰演变数值模拟

高寒地区冰害问题是关系到引水式水电站能否正常运行的关键问题.为此,建立了三维非稳态Euler-Euler两相流k-ε紊流模型,在动量方程中考虑了相间曳力、升力、虚拟质量力,在热量传递方程中考虑了冰水之间的热量传递以及太阳辐射、有效辐射、蒸发热损失和水面对流热损失等.以新疆某水电站引水渠道为例,模拟分析了气温变化条件下流速、水温、冰温及冰体积分数的沿程分布.结果表明:水温沿程先降低后增大,沿程出现最低点,冰温沿程逐渐增大;冰体积分数沿程存在突变点,且突变点在水温最低点附近;随着气温降低,最终的产冰量和冰体积分数逐渐增大.讨论了太阳辐射、有效辐射和蒸发热损失对水内冰分布的影响,并通过与吴剑疆等的黄河上游河道中水内冰演变计算结果及经验公式计算产冰量的对比分析,验证了模型的可靠性.     

郎琊山抽水蓄能电站进水口水力学试验研究

运用水工模型,对琅Ｙａ山抽水蓄能电站上库进水口进行了水力学试验研究。在抽水和发电两种工况下,研究了进水明渠水面流态、流速场;观测了进水喇叭口附近的漩涡,以考察防涡格栅的效果;仔细研究了进水喇叭口各孔垂线流速分布,并测出进水喇叭口的局部水头损失系数。认为上库进水口的设计是可以接受的。同时,对设计方案的进一步优化提出了建议。     

瑯琊山抽水蓄能电站进水口水力学试验研究

运用水工模型,对瑯琊山抽水蓄能电站上库进水口进行了水力学试验研究。在抽水和发电两种工况下,研究了进水明渠水面流态、流速场;观测了进水喇叭口附近的漩涡,以考察防涡格栅的效果;仔细研究了进水喇叭口各孔垂线流速分布,并测出进水喇叭口的局部水头损失系数。认为上库进水口的设计是可以接受的。同时,对设计方案的进一步优化提出了建议。     

三峡水库重庆河段平面二维水沙数值模拟

本文针对长江重庆河段复杂的水沙运动特点和地形条件,考虑悬移质和推移质运动,采用有限体积方法建立了平面二维非恒定水沙数学模型,对重庆河段的水流运动和泥沙冲淤进行了模拟。模型中针对长江河道的实际情况,采用李义天提出的分组挟沙力级配计算方法以及床沙质范围界定方法,对现有三峡库区数学模型进行了改进,并利用重庆河段原型观测资料对模型进行了验证。结果表明,模型计算的沿程水位、断面流速分布和河床冲淤变化与资料符合较好,此模型可以用于重庆河道的水沙变化问题研究。     

周口港弯道码头工程水动力特性

利用三维水动力数值模型,研究修建于弯曲河道凸岸处的挖入式码头工程港池内的水动力特征及其对工程河段行洪流态的影响,分析工程建设对水位、河道断面流速分布规律的影响,以及不同流量条件下港池内流场的变化规律。结果表明,工程建成后,在洪水条件下,主河槽壅水主要出现在弯道出口前的缩窄河段,弯曲河道局部缩窄对水位壅高影响明显。弯道出口段的水位和流速变化幅度高于其他区域,码头前沿局部流速变化幅度较大,可能会引起冲刷,工程建设对弯道出口段影响高于入口段和中段。码头运行工况下,港池内有明显回流产生,但流速较小,可能会产生淤积,影响码头运行。     

三峡水库重庆河段平面二维水沙数值模拟

针对长江重庆河段复杂的水沙运动特点和地形条件,考虑悬移质和推移质运动,采用有限体积方法建立了平面二维非恒定水沙数学模型,对重庆河段的水流运动和泥沙冲淤进行了模拟.模型中针对长江河道的实际情况,采用李义天提出的分组挟沙力级配计算方法以及床沙质范围界定方法,对现有三峡库区数学模型进行了改进,并利用重庆河段原型观测资料对模型进行了验证.结果表明,模型计算的沿程水位、断面流速分布和河床冲淤变化与资料符合较好,此模型可以用于重庆河道的水沙变化问题研究.     

河道内生态需水量估算的生态水力半径法

界定了生态流速和生态水力半径的概念,提出了一种同时考虑河道信息(水力半径、糙率、水力坡度)和维持某一生态功能所需河流流速的水力学方法．找出了该方法的关键参数是确定生态水力半径所对应的河道过水断面面积,重点推导了抛物线形过水断面与水力半径之间的关系.这种新方法的计算不仅能更好的适应鱼类对流速的要求,而且可用于其他生态问题有关的生态水流(如泥沙和污染自净的计算等)．以估算雅砻江支流泥曲的朱巴站河道内生态需水量为例,说明了计算过程,同时用Tennant法作为对比．结果表明:水力半径法计算朱巴站河道内生态流量基本处于Tennant法所计算的最小和适宜生态需水量之间,由于该方法考虑了生态流速(如鱼类洄游流速),故所得的结果符合实际情况．     

乏风瓦斯热逆流反应器的流动压力损失特性

分析了热逆流反应器压力损失的组成和机理,上下集气箱内和陶瓷床内部的摩擦阻力损失和陶瓷床进出口的局部损失,建立了各部分压力损失的相应公式并根据实验数据进行了计算.结果表明:陶瓷床进出口的局部流动损失远小于摩擦阻力损失,因此可以在损失分析时忽略以使问题简化;下集气箱中的摩擦阻力损失明显大于上集气箱和陶瓷床,并且对进口流速的增长最为敏感,在总损失中占据首位;给出了热逆流反应器的总压力损失计算公式,应用该式可对不同流量工况下的总损失进行计算.     

用有限元法计算宽顶堰流

本文用有限元法计算了过宽顶堰的水流流动,得到了流速场,压力场及各种α/H的水面曲线等资料。在流量和自由面位置均未知的情况下,本文提出了一种新的计算方法。其主要特点是:当上游水头H一定时,认为在宽顶堰的各个过流断面上都存在一个允许通过的最大流量,实际上堰的过流量必是这些最大流量中的最小值,相应处即为临界断面。从而解决了同时调整流量和自由面的困难。依据34组计算资料,总结了流速系数φ和流量系数m的计算公式:     

人工河道断面水面流速系数的探讨

人工河道断面水面流速系数在无精测法资料可供对比分析的情况下,采用比照同类站直接选用具有一定的盲目性。以0.6相对水深测速代表平均流速,作为计算断面平均流速的标准值,以较为接近天然河流的对数型垂线流速分布公式为理论依据,与采用假定水面流速系数测速的断面平均虚流速进行比较,分析水面流速系数。并用数理统计的量化标准反证所求水面流速系数是比较简便易行的。