弯道水流条件下射流特性试验研究

发布时间：2020-09-17 20:02

　　 污水排放多以孔口射流的方式进入水环境中。射流出流后的水动力特性与受纳水体的运动特性有关,弯道水流具有复杂的三维特性,在弯道水流条件下射流特性比在顺直河道中更加复杂,而天然河道几乎都呈现出弯曲的形态。所以,研究弯道水流条件下的射流特性具有重要的理论意义和实际应用价值。利用小威龙NDV和ADCP相结合的方式,量测弯道水流条件下射流出流后的流速分布和扩展宽度情况。对不同流速比和不同射流孔布置位置时的射流特性进行分析和探讨,得出以下主要结论:1、从垂向流速分布规律分析,射流的初始段长度与射流初始流速呈线性关系,并得到经验公式。射流横断面垂向流速最大值出现的位置逐渐向凹岸侧偏移。射流轨迹线上垂向流速的衰减规律与射流孔的布置位置和流速比有关,在同一断面的不同位置,靠近凸岸侧的衰减更快;在同一位置时,流速比越小衰减越快。并得到射流孔位于弯道90°断面中心线上时,射流轨迹线的经验公式。2、射流的扩展半宽自射流孔出流以后,沿水流流动方向扩散,射流的扩展半宽逐渐增大。射流在轨迹线上侧的扩展半宽大于轨迹线下侧的扩展半宽,射流在轨迹线凹岸侧的扩展半宽大于射流向轨迹线凸岸侧的扩展半宽,且与流速比和射流孔布置位置相关。3、射流在横向和垂向的扩展全宽,流速比越大,射流的扩展全宽越大,并得到射流孔位于弯道90°断面中心线上时,射流垂向扩展全宽和横向扩展全宽的经验公式。射流孔布置位置不同时,射流的扩展全宽出现差异。对于垂向扩展全宽,同一断面不同位置,射流口布置在偏向凸岸时较大;不同断面,射流口布置在弯道45°断面时较大。对于横向扩展全宽,同一断面不同位置,射流口布置在偏向凹岸时较大;不同断面,射流口布置在弯道90°断面时较大。
【学位单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TV131.6
【部分图文】：

２．１．１水槽逡逑弯道水流条件下单孔射流的特性研究试验在长沙理工大学水力学实验室的１８０°弯逡逑道水槽中进行（图２．１），水槽的底部和侧壁均为有机玻璃制成。水槽中心曲率半径ｒ0＝２逡逑ｍ，凹岸的弯曲半径是２．２邋ｍ，凸岸的弯曲半径是１．８邋ｍ，水槽宽０．４邋ｍ，深０．５邋ｍ，横断逡逑面为矩形断面。水流进口位置设有消能装置，保证水流平稳；流量由尾部三角堰控制，逡逑水位由栅栏式尾门控制，可精确调节水位，保证射流的淹没水位不变。逡逑图２．１试验水槽逡逑２．１．２射流系统逡逑试验的基本布置图如图２．２所示。射流系统由射流孔口、溢流水箱、玻璃转子流量逡逑计组成。射流管通过ＰＶＣ软管经转子流量计与安装在高处的溢流水箱相连接，溢流水箱逡逑的溢流使箱内的水位恒定，以保证射流的出口流速保持不变，溢流水箱的进水管与自来逡逑水水管相连接。射流管为圆形管口，从水槽底部垂直喷射进入周围的环境水体中，射流逡逑孔口的直径为ｄ＝０．８邋ｃｍ，离水槽底部的高度为３邋ｃｍ。在溢流水箱和水槽间管道上安装阀逡逑门

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２．１．１水槽逡逑弯道水流条件下单孔射流的特性研究试验在长沙理工大学水力学实验室的１８０°弯逡逑道水槽中进行（图２．１），水槽的底部和侧壁均为有机玻璃制成。水槽中心曲率半径ｒ0＝２逡逑ｍ，凹岸的弯曲半径是２．２邋ｍ，凸岸的弯曲半径是１．８邋ｍ，水槽宽０．４邋ｍ，深０．５邋ｍ，横断逡逑面为矩形断面。水流进口位置设有消能装置，保证水流平稳；流量由尾部三角堰控制，逡逑水位由栅栏式尾门控制，可精确调节水位，保证射流的淹没水位不变。逡逑图２．１试验水槽逡逑２．１．２射流系统逡逑试验的基本布置图如图２．２所示。射流系统由射流孔口、溢流水箱、玻璃转子流量逡逑计组成。射流管通过ＰＶＣ软管经转子流量计与安装在高处的溢流水箱相连接，溢流水箱逡逑的溢流使箱内的水位恒定，以保证射流的出口流速保持不变，溢流水箱的进水管与自来逡逑水水管相连接。射流管为圆形管口，从水槽底部垂直喷射进入周围的环境水体中，射流逡逑孔口的直径为ｄ＝０．８邋ｃｍ，离水槽底部的高度为３邋ｃｍ。在溢流水箱和水槽间管道上安装阀逡逑门

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本文编号：2821164