Page 60 - 2024年第55卷第3期

图 ９ 拦污栅断面中垂线流速分布（进流工况）
表 ３给出了不同顶板扩张角进?出水口的中孔和边孔的流速不均匀系数，图 １０绘制了其变化趋势。
对于中孔，在不同顶板扩张角 α的情况下，其拦污栅断面流速不均匀系数变化范围为 １．２２～１．３０，
变化了 ６％；对于边孔，其拦污栅断面流速不均匀系数变化范围为 １．２６～１．３０，仅变化了 ３％。

表 ３ 进?出水口中孔和边孔拦污栅断面流速不均匀系数（进流工况）
顶板扩张角 α ?（°） ０．０ ０．５ １．０ １．５ ２．０ ２．５ ３．０ ３．５ ４．０ ４．５ ５．０
中孔流速不均匀系数 １．３０ １．２８ １．２７ １．２７ １．２６ １．２８ １．２８ １．２６ １．２２ １．２５ １．２４
边孔流速不均匀系数 １．３０ １．２９ １．２８ １．２８ １．２９ １．２９ １．３０ １．２８ １．２６ １．２８ １．２８

对于进流工况，顶板扩张角 α的改变，对拦污栅断面流
速分布及流速不均匀系数均无明显影响。分析其原因，进流
时水流先经过拦污栅断面后进入扩散段内，水流逐渐收缩，
因而顶板扩张角 α并不直接能影响进流工况下侧式进?出水口
拦污栅处的流速分布。
４．３．２ 进?出水口内部沿程流速变化 图 １１给出了进流工况
下各顶板扩张角进?出水口中线沿程剖面流速云图，黑色带箭
头线表示流线，拦污栅断面为白线标注的位置。由图可知，
进流时，不同顶板扩张角的进?出水口中孔和边孔的流动规律
基本相同，由库区经孔口前缘流入进?出水口的水流较为 均
图 １０ 进?出水口中孔和边孔拦污栅断面
匀，不会产生流动分离现象。而由防涡梁间隙流入的水流经
流速不均匀系数（进流工况）
９０°偏折后进入进?出水口，在调整段顶部形成了小范围的回
流区。对于拦污栅断面，防涡梁间隙流入的水流流速较小，且该部分水流是在流过拦污栅断面后才发
生偏折，同时孔口前缘进入的水流流速较大且均匀，因此进流工况拦污栅段断面流速分布表现为下部
流速大、上部流速小。

５ 讨论

５．１ 设计规范顶板扩张角推荐范围分析 图 １２为矩形渐扩管剖面图。由实用流体阻力手册 ［３２］ 可知，
５
１
０
在雷诺数 Ｒｅ＞４ × １０、ζ ｇ ＝ ０．２８～０．１８、Ａ?Ａ ＝ ４、Ｌ?ａ＝ ５．７～９．４时，矩形渐扩管阻力系数最小的扩张角
０
表示水头损失系数，Ａ表示扩散前断面总面积，Ａ表示扩散后断面总面
０ １
度范围为 θ ＝ ６°～１０° ，其中 ζ ｇ
积，Ｌ表示扩散段长度，ａ和 ａ分别表示扩散前断面和扩散后断面的垂向边长。
０ １
图 １３是侧式进?出水口体型。由于侧式进?出水口扩散段水流流动和矩形渐扩管内水流流动相类
似，且侧式进?出水口为单侧扩张，α相当于 θ ?２，因此抽水蓄能电站设计规范 ［８］ 将 ３°～５°作为侧式进?
８
— ３ ０ —