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对于拦污栅断面,以往主要研究该断面的时均流速分布,关心时均流速的大小和是否有反向流速,
没有关注脉动流速,认为脉动流速值较小且不会对拦污栅安全构成威胁。上述研究结果表明,出流工
况,拦污栅断面各点脉动流速大,紊动强度大,将对拦污栅安全构成威胁,必须引起高度重视。
4.2 进流工况 进流工况,水流通过进出水口汇入到隧洞段,水流流动沿程呈现出收缩态,流速沿
程增加。
4.2.1 进出水口内部流动规律
(1)进出水口内部流速场。图 11为由 PIV 量测的进出水口中、边孔内部中心剖面流速云图。进流
工况,水流从孔口前缘及防涡梁间隙流入进出水口,在中孔及边孔部分调整段顶部形成了一定范围
低流速区(图 12);水流汇入流道后流速增大、流速分布逐渐增大并趋于均匀。从水流汇入进出水口
的过程来看,来流方向存在前方来流及防涡间隙来流,从防涡梁间隙处进入进出水口的水流需经过
90°转折,故易在调整段顶板处形成低流速区。
进流工况
u/v out
-0.625 0 0.625 1.25 1.875 2.5 3.125 3.75 4.375 5 5.625
扩散段1
扩散段2 调整段 防涡梁段
(a) 中孔沿程流速
进流工况
u/v out
-0.625 0 0.625 1.25 1.875 2.5 3.125 3.75 4.375 5 5.625
扩散段2 扩散段1
调整段 防涡梁段
(b) 边孔沿程流速
图11 PIV量测的进出水口内部中心剖面流速云图
u/v in
u/v in
1.2 1.2
1.0 1.0
0.8 0.8
0.6 0.6
0.4 0.4
0.2 0.2
0.0 0.0
-0.2 -0.2
(b) 边孔调整段
(a) 中孔调整段
图12 进出水口中、边孔调整段局部矢量图
(2)进出水口内部沿程断面流速分布。为分析进出水口内部沿程断面流速变化,选取中孔和边孔
各 7 条测线进行分析。图 13 为进出水口内部沿程断面流速分布。从图中可以看出,进流工况,中孔
及边孔流速分布规律基本相同,边孔流速略大于中孔流速,水流自防涡梁段流进调整段时,中、边
孔测线顶部流速较低,底部流速较大。随着水流在扩散段内不断收缩,中、边孔的流速分布逐渐趋
于均匀。
4.2.2 拦污栅断面流速
(1)时均流速分析。图14为进流工况不同淹没度下拦污栅断面时均流速分布,其中纵坐标为距底
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