本文選題：底流消能工 + 摻氣濃度　； 參考：《昆明理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：我國許多大壩工程為70m以上的高壩、超高壩,其泄洪流量、泄洪功率,摻氣消能等工程特性與中低壩有著很大的不同,并且近年一些高壩、超高壩水利水電工程采用新型消能工帶來的氣體超飽和和氣蝕問題較為突出,更為重要的是我國已建、在建和待建水利水電工程的環(huán)境影響評價中,尚沒有對其壩下游河流水體溶解氣體超飽和影響進行系統(tǒng)深入的評價。底流消能工作為傳統(tǒng)的一種消能方式,研究其水流結構下氣體遷移擴散特性,能為其他水流流體結構下氣體遷移、擴散、釋放機理及不同水流流體結構下氣體的運動機理提供重要依據,為降低下游水體總溶解氣體的濃度,從而保護河流水生態(tài)和水環(huán)境奠定理論基礎。底流消能工下,高速水流下泄進入消力池,與消力池內水體存在強烈的紊動,形成摻氣水流,氣泡不斷發(fā)生聚并、分裂和上升現象,水體與氣泡間進行交換,氣泡貢獻了氣體傳輸動量的大部分,伴隨有大量的機械能損失。大量的空氣摻混,使消力池內水深增加,還會引起水流附加紊動擴散,對消力池內流速和壓強的分布有一定的影響。因此摻氣水流的研究對底流消能工體型的優(yōu)化設計具有重要意義。本文是基于國家自然科學基金《高壩泄洪消能不同水流結構下氣體遷移擴散運動機理研究》(項目編號:51669007)而立題,采用水工模型試驗與理論分析相結合的方式,對底流消能工消力池內水體進行分區(qū),實測了在不同入池能量、尾坎高度、摻氣量下消力池底板時均壓強及不同水流結構區(qū)流速和摻氣濃度值,采用單一變量法,分析各水力條件對流速和時均壓強分布規(guī)律、摻氣濃度的分布規(guī)律及氣體遷移擴散運動規(guī)律的影響。
[Abstract]:Many dam projects in China are high dams with a height of more than 70 m, super-high dams, their flood discharge, flood discharge power, aeration energy dissipation and other engineering characteristics are quite different from those of middle and low dams, and in recent years, some high dams have been built. The problem of gas supersaturation and cavitation erosion caused by the new energy dissipator in super high dam water conservancy and hydropower project is more prominent. What is more important is the environmental impact assessment of the water conservancy and hydropower project that has been built and is under construction in our country. The effect of dissolved gas supersaturation on the river water in the lower reaches of the dam has not been systematically and thoroughly evaluated. The bottom flow energy dissipation works as a traditional energy dissipation method. The characteristics of gas migration and diffusion under the flow structure are studied, and it can be used to transfer and diffuse the gas under the structure of other flow fluids. The release mechanism and the gas movement mechanism under different flow fluid structure provide important basis for reducing the concentration of the total dissolved gas in the downstream water body and thus protecting the river water ecology and water environment. Under the condition of bottom flow energy dissipator, the high speed water flow flows into the stilling pool, and there is strong turbulence with the water body in the stilling pool, which forms the aerated water flow, resulting in the accumulation, splitting and rising of the bubbles, and the exchange between the water and the bubbles. Bubbles contribute most of the momentum of the gas transport, accompanied by a large amount of mechanical energy loss. A large amount of air mixing can increase the depth of water in the stilling pool and cause the additional turbulent diffusion of the flow, which has a certain effect on the distribution of velocity and pressure in the stilling pool. Therefore, the study of aerated flow is of great significance to the optimization design of bottom flow energy dissipators. This paper is based on the National Natural Science Foundation of China, "study on the mechanism of gas migration and diffusion under different flow structures of flood discharge and energy dissipation in high dams" (item No.: 51669007), and adopts the method of combining hydraulic model test with theoretical analysis. In this paper, the water body in the energy dissipation pool of the bottom flow dissipator is partitioned. The average pressure of the bottom plate of the stilling pool, the velocity of flow and the concentration of air in the different flow structure area are measured under the different inlet energy, the height of the cauldron and the aeration volume. The single variable method is used to measure the average pressure of the bottom plate of the stilling pool. The effects of hydraulic conditions on the distribution of velocity and time-averaged pressure, the distribution of aeration concentration and the movement of gas migration and diffusion are analyzed.
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TV135.2

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本文編號：1812351