閘門水力模型試驗規(guī)程內(nèi)容簡介

《閘門水力模型試驗規(guī)程(SL159-2012)》由中國水利水電出版社出版。

1總則

2相似準(zhǔn)則

3試驗設(shè)備與量測儀器

4模型設(shè)計

5模型制作與安裝

6試驗內(nèi)容與方法

7資料整理與分析

8報告編寫

附錄A 閘門水力模型試驗量測儀器技術(shù)指標(biāo)和安裝要求

標(biāo)準(zhǔn)用詞說明

條文說明2100433B

水力自動閘門按閘門的形式可分為翻板閘門、弧形閘門、鼓形閘門、扇形閘門及舌瓣閘門等。各閘門利用力矩平衡或以控制浮室水位操作杠桿的方式進行啟閉,以實現(xiàn)水流的自動調(diào)節(jié)和運行。借助水力自動操縱門葉而控制水道孔口啟閉,以實現(xiàn)水流的自動調(diào)節(jié)和運行。

水力自動閘門水力自動翻板閘門

水力自動翻板閘門是一種借助水壓力和重力的作用,隨著水位的變化,為保持水壓力與重力的平衡而自動啟閉的閘門,該閘門主要利用力矩平衡原理使閘門繞水平軸轉(zhuǎn)動,隨著上游水位的變化自動啟閉的一種自動化閘門。該類閘門主要用于攔河閘上,在正常蓄水位時,閘門關(guān)閉蓄水,以滿足灌溉、發(fā)電和航運的需要。它具有運行穩(wěn)定,管理方便等優(yōu)點。水力自動翻板閘門在國內(nèi)外已經(jīng)有較長的應(yīng)用歷史。在我國,從20世紀(jì)50年代以來,交通航運和水利部門對水力自動平面旋轉(zhuǎn)閘門進行了廣泛的試驗研究和工程實踐,使翻板閘門在防洪、發(fā)電、航運等工程中得到廣泛應(yīng)用。到20世紀(jì)60年代中期,翻板閘門門型的門體結(jié)構(gòu)、材料應(yīng)用及閘門的工作原理等方面有所突破。20世紀(jì)70年代初期,我國陸續(xù)涌現(xiàn)了一批在結(jié)構(gòu)型式和調(diào)節(jié)性能以及運行方式上都有較大發(fā)展的新型的水力自動翻板閘門。到了20世紀(jì)80年代,連桿滾輪式水力自動翻板閘門的出現(xiàn)使翻板閘門的結(jié)構(gòu)型式和調(diào)節(jié)性能更加完善。隨著許多學(xué)者的深入研究,使這類閘門突破了繞固定支點旋轉(zhuǎn)的常規(guī)做法,使閘門沿多個支點或曲線形軌道旋轉(zhuǎn)移動,改善了該類閘門的功能。

水力自動閘門水力自動弧形閘門

弧形閘門因其啟門力小,沒有門槽,過流流態(tài)好,操作運行方便等優(yōu)點,在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用,是水工建筑物中應(yīng)用最為廣泛的門型之一?；⌒伍l門早起的應(yīng)用是1860年尼羅河三角洲Rosetla壩和Damietta壩。1894~1895年,德國第一次在柏林附近安裝并使用弧形閘門。

水力自動閘門水力自動沖沙閘門

國內(nèi)外水力自動閘門型式眾多,但多數(shù)均是設(shè)計在清水中運行,而多泥沙河流上,從引水樞紐引出的水,通常需要經(jīng)沉砂池進行沉沙,當(dāng)沉砂池淤積到一定程度后,開啟閘門沖沙。為此,法國興建了一種水力自動沖沙閘門。該閘門主要由檢波系統(tǒng)、放大系統(tǒng)、排沙系統(tǒng)三部分組成。但該類閘門的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用條件比較復(fù)雜,且取水流量也只能控制在0.3~6.4立方米每秒,因此,只是在法國修建了十幾座,并未得到廣泛的應(yīng)用。

水力自動閘門水力自動滾筒閘門

水力自動滾筒閘門是一種放置在溢流壩頂,可調(diào)節(jié)水流運行的新型的水力自動閘門。該閘門的工作特點是根據(jù)上游來水量和水位變化情況,利用水壓力產(chǎn)生的推動力矩與閘門自重以及閘門配重產(chǎn)生的回復(fù)力矩進行自動啟閉,實現(xiàn)水流的自動調(diào)節(jié)、運行和排沙。該閘門在多泥沙河流中,能保證將高含沙洪水按需分洪,在泥沙淤積情況下,可按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)快速啟閉。同時,在上游來水量較大時,具有從閘門上、下同時過水的特點,保證有較大的過水能力和較小的上游水深壅高值,使堤防工程量大大減少,可更好地調(diào)節(jié)水流運行。水力自動滾筒閘門的研究與應(yīng)用對提高高含沙洪水資源的利用具有重要的意義。

當(dāng)圓筒門水下振動時，支配運動的主要作用力有水流的重力、材料的彈性力以及流體和固體的慣性力等。因此，欲使模型與原型達成動力相似，須按照重力和彈性力兩者的相似條件設(shè)計模型，即常稱的水力一結(jié)構(gòu)動力模型。

當(dāng)進行圓筒閘門(包括其它門型)振動試驗時，欲達成嚴(yán)格的動力相似，模型材料的選擇會受到極大限制，有時甚至是不可能的。從而給水彈性和自激振動的相似性帶來困難。有鑒于此，現(xiàn)階段比較切實可行的途徑，是將水力模型和結(jié)構(gòu)動力模型分開進行研究，然后將兩方面的實驗資料加以綜合分析，這樣對論證圓筒門或其它門型的共振問題是有一定效果的 。

對于水力自動閘門研究方法主要有:理論分析、模型試驗和數(shù)值計算。理論分析主要是通過對水力自動閘門的工作特點進行分析后,應(yīng)用基本理論、科研信息和相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識,進行分析判斷,定性地分析閘門的工作原理,并對閘體的受力變化進行分析。理論分析的優(yōu)點在于所得結(jié)果具有普遍性,各影響因素清晰可見,是指導(dǎo)模型試驗研究和數(shù)值計算的理論基礎(chǔ)。模型試驗,是基于水力自動閘門的模型試驗裝置、測試設(shè)備等對閘門的各個工作狀態(tài)進行監(jiān)測,應(yīng)用先進的測量設(shè)備、數(shù)據(jù)采集軟件等對模型的水力學(xué)特性進行觀察和測量,得到相關(guān)的數(shù)據(jù)和圖像。模型試驗是研究水力自動閘門的重要方法,也是水工模型水力特性研究的重要途徑。

采用數(shù)值模擬對水力自動閘門進行研究,具有靈活性強、周期短、成本低及可預(yù)測性等優(yōu)勢,也是研究的有效手段。數(shù)值計算是基于計算流體動力學(xué)的模擬方法,隨著計算機技術(shù)和CFD技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種流場的研究。數(shù)值模擬、模型試驗、理論分析是研究水力自動閘門的三種基本方法,它們是相互依賴,相互促進的。