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坝身泄水孔内流速较高,容易产生负压、空蚀和振动;闸门在水下,检修较难,闸门承受的水压力大,启门力也相应大,门体结构、止水和启闭设备都较复杂,造价也相应增高,因而一般不用坝身泄水孔作为主要的泄洪建筑物。一般作为辅助泄洪之用。
坝身泄水孔又称深式泄水孔,按泄水孔的相对位置分为中孔和底孔,按洞身流态分为有压泄水孔和无压泄水孔。深式泄水孔由进口段、管身段和出口段3部分组成。
有压泄水孔的进口段包括喇叭口和闸门段。矩形断面喇叭口的上唇和两侧墙一般做成1/4椭圆曲线,地面采用圆弧,以改善入流条件。闸门段内设工作闸门和检修闸门以及平压管、通气孔等设施。若工作闸门设在出口,则出口只设检修闸门。管身断面多为圆形,过水时处于满流承压状态。出口段的过水断面宜收缩,孔口高度逐步降低,以防止管身水流脱离孔壁,产生空蚀。有的将孔口宽度逐渐放大,有利于下泄水流的扩散和消能。在管身段与闸门段之间,需设渐变段。有压泄水孔可设在坝身内。
无压泄水孔的进口段即为有压短管段,全长约为1.5~2.5倍工作闸门高。入口段的上唇及侧墙曲线与有压泄水孔相似,但为改善压力分布,上唇曲线小于1/4椭圆曲线,其后接一与之相切、坡度不缓于1:10的倾斜直线。无压泄水孔不能设在溢流坝体内。
坝身泄水孔的进口全部淹没在水下,随时都可以放水。
其作用有:
(1)、预泄洪水,增大水库的调蓄能力;
(2)、放空水库以便检修或应付某些特殊情况;
(3)、排放泥沙,减少水库淤积;
(4)、随时向下游放水,满足发电、航运和灌溉等要求;
(5)、施工导流。
什么是注浆孔口管注浆时浆液要通过管路灌注到地层中,为防止注浆时注浆管被冲出及为注浆孔的钻进导向,一般要在注浆孔孔口一定深度内埋置一段钢管,这段钢管称为孔口管。
孔口捕尘器,是能用于煤炭、冶金、铁路、国防等行业开拓巷道(隧道)及露天开采作业钻机干式钻眼时消除粉尘的捕尘设备,用压缩空气或电作动力,由真空形成器、过滤室、滤袋、捕尘罩、振打器、收尘袋、脚架组成,采用...
所谓“孔口标高”,不就是在相应的孔洞的标高就是孔口标高。
高拱坝泄洪孔口建筑物泄流脉压振动工作性态分析
通过对比3个模型在高速水流脉动压力作用下的随机响应,分析出坝身孔口建筑物对坝体整体动力特性的影响性以及在孔口顶部设连接段作为深梁式弧门支承结构对闸墩所起的动力稳定作用。成果可为类似孔口结构设计提供参考。
三峡工程坝身泄流下游水体溶解氧浓度数值模拟
三峡工程坝身泄流与下游水体强烈碰撞,产生大量气泡,当气泡渗透进入水体一定深处时,气泡界面与水体之间的质量交换极易导致水体溶解气体浓度超饱和,可导致鱼类气泡病。该文应用气泡界面传质理论建立了掺气水流的溶解氧浓度对流扩散方程,与气液两相流混合模型相耦合,模拟计算了三峡大坝在库水位为139m情况下溶解氧浓度变化情况,成功地与现场观测数据进行了验证,完善了气泡界面传质系数公式。对关键因子进行敏感分析,表明气含率、紊动强度、下游水深是决定溶解氧浓度的关键因素。
当孔口高度e与孔口水头H(上游水面至孔口中心的高度)之比时为小孔口;当时为大孔口(图1)。当孔壁厚度不影响孔口出流时为薄壁孔口;反之为厚壁孔口。水利工程中常见的闸门下泄流称为闸孔出流(图2)。
为保证闸孔出流,e/H必须小于或等于0.65,否则闸门下缘脱离水面而成为堰流。当下游水位不影响泄流量时为自由出流(图1a、图2a);反之为淹没出流(图1b、图2b)。胸墙挡水时的堰顶溢流和坝体短孔泄流等亦属孔流。孔口自由出流的流量为:
式中A为孔口面积;g为重力加速度;为孔口总水头,其中H为孔口水头,v0为孔口上游行近流速,α为动能校正系数(见水流能量方程);┢=εφ为孔口流量系数,其中ε=Ao/A为孔口收缩系数(Ao为孔口收缩断面C-C的面积),φ为孔口流速系数,与孔口对水流的阻力有关。对于薄壁圆形小孔口,ε=0.63~0.64,φ=0.97~0.98,μ=0.60~0.62。
当下游水位触及孔口底缘时,流态即有改变,下游水位高于孔口上缘时为孔口淹没出流(图1b)。孔口淹没出流的流量为:
式中z为孔口上下游水位差;μs为孔口淹没出流流量系数。 闸孔自由出流的流量为:
式中B为闸孔宽度;e为闸孔高度;为闸孔总水头,H为闸孔水头(上游水面至闸底板的高度);μ=ε′φ为闸孔流量系数;h0=ε′e为闸孔收缩断面C-C的水深。其中为闸孔垂向收缩系数,与有关;φ为闸孔流速系数,与闸孔形式有关。对于宽顶堰(见堰流)上平面闸门下的闸孔:当=0~0.65时,ε′=0.611~0.673,φ=0.85~1.0。
当闸孔下游水深 t大于收缩断面水深ho的跃后水深hc2(见水跃)时为闸孔淹没出流。其流量为:
Qs=σQ
式中Q为H及e值相同时的闸孔自由出流流量;σ为考下游水位影响的闸孔淹没系数,与(t-hc2)/(H-hc2)有关。
水流从孔口直接流入大气的,称为自由出流。由于水流的惯性作用,在孔口断面上各流线并不平行,使水流在出孔后继续收缩,直至孔口约d/2处收缩完毕,形成最小的收缩断面,流线在此趋于平行 ,然后扩散。
设孔口断面的面积为ω,收缩断面的面积为ωc,则ε=ωc/ω,ε为断面收缩系数。
孔口出流的流速公式如下:
孔口的流量为:
缺口泄流流态复杂,泄流能力难以准确计算,一般以水力模型试验值作参考。值得注意的是:进口主流与溢流前沿不正交,形成某一夹角,或溢流前沿形成回流、涡漩,是影响泄流能力的重要因素 。