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《摻氣水流不同粒徑氣泡運(yùn)動特性研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摻氣水流不同粒徑氣泡運(yùn)動特性研究陳文學(xué)穆樣鵬崔巍何勝男中國水利水電科學(xué)研宄院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國水利水電科學(xué)研宄院水力學(xué)研宄摘要：采用三維數(shù)值模擬方法和離散和模型（DPM模型）模擬了不同比尺高水頭直梢式泄洪洞和帶反弧泄洪洞摻氣水流中不同粒徑氣泡的運(yùn)動特性，分析了不同粒徑氣泡對近壁摻氣濃度的影響范圍，研宄成果可為摻氣濃度的縮尺效應(yīng)提供依據(jù)。分析表明，氣泡的影響范圍與流速成正比，與氣泡的粒徑成反比;泄洪洞底坡越小，氣泡的影響范圍越大;泄洪洞反弧段半徑越大，氣泡的影響范圍越大。關(guān)鍵詞：泄水建筑物;摻氣濃度;氣泡粒
2、徑;DPM模型;縮尺效應(yīng);作者簡介：陳文學(xué)（1965—），男，教授級高級工程師，博士，主要從事水力學(xué)研究工作。E-mail:wcnxucchcn@sina.com收稿日期：2017-07-18基金：中國水科院科研專項(xiàng)（水集KF0705）Studyonmovementcharacteristicsofair-bubbleswithdifferentsizesinaeratedflowCHENWenxueMUXiangpengCUIWeiHEShengnanStateKeyLaboratoryofSimulationandReg
3、ulationofWaterCycleinRiverBasin，ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch;DepartmentofHydraulics,ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch;Abstract：Withtherelevant3-Dnumericalsimulationmethodandthediscretephasemodel(DPM)，themovementcharacteristi
4、csoftheair-bubbleswithdifferentsizesintheaeratedflowsinthehighheadverticalchutespillwaytunnelsandthespillwaytunnelswithogeesectionsofvariousscalesaresimulated,andthentheareasoftheimpactsfromtheair-bubbleswithdifferentsizesonthenearwallaerationconcentrationsareanaly
5、zed,fromwhichthestudyresultcanlayabasisforthescaleeffectoftheaerationconcentration.Theanalysisshowsthattheimpactinglengthoftheair-bubbleisproportionaltotheflowvelocityandisinverselyproportionaltothesizeoftheair-bubble,whilethesmallerthebottomslopeofthespillwaytunne
6、lis，thelargertheimpactinglengthoftheair-bubbleistobe,furthermore,thelargertheradiusoftheogeesectionofthespillwaytunnelis，thelargertheimpactinglengthoftheair-bubbleistobe.Keyword：dischargestructure;aerationconcentration;bubblesize;DPMModel;scaleeffect;Received：2017-
7、07-180引言水工建筑物遭受空蝕破壞，多發(fā)生在過流流速大于35m/s、水流空化數(shù)小于0.17的情況下。在己建工程中，由導(dǎo)流洞改建的泄洪洞斜井段與導(dǎo)流洞銜接的反弧段，遭受破壞最為常見，也最嚴(yán)重U1。防空蝕措施主耍有:過水建筑物體型優(yōu)化、使用防空蝕材料（如局部鋼板襯砌、環(huán)氧砂漿抹面、鋼纖維混凝土等）、控制過水建筑物表面平整度和水流摻氣等，其中，水流摻氣減蝕是20世紀(jì)興起的一項(xiàng)新技術(shù)，在工程屮得到了廣泛的應(yīng)用。摻氣設(shè)施的保護(hù)長度與摻氣設(shè)施的體型、泄水建筑物的體型、水流流速、水深、水流的紊動強(qiáng)度和水流的結(jié)構(gòu)等多因素有關(guān)，如反弧段近
8、壁摻氣濃度衰減速度比平直段?？?。由于泄水建筑物原型、模型摻氣濃度存在研宄的縮尺效應(yīng)，因此，摻氣設(shè)施的布罝通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，并利用原型觀測驗(yàn)證摻氣設(shè)施的減蝕效果。謝省宗等m根據(jù)紊動擴(kuò)散理論和相似理論導(dǎo)出了摻氣水流試驗(yàn)的模型相似率，分析表明，摻氣濃度原、模型相似的關(guān)鍵是摻氣氣泡的上浮速度應(yīng)和水
