專利名稱：摻氣減蝕模型減壓試驗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于防止高流速泄水建筑物空蝕破壞的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種摻氣減蝕模型減壓試驗方法。
背景技術(shù)：
隨著壩工技術(shù)的提高和我國水利水電建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，我國髙壩建設(shè)已從開始的近IOOm級發(fā)展至300m級階段，泄洪流速相應(yīng)從早期的20 30m/s發(fā)展至當今50m/ s以上，由此產(chǎn)生的高速水流問題日益突出，泄水建筑物發(fā)生嚴重空蝕破壞的可能性逐漸增大，嚴重威脅工程的安全運行，因而備受工程界及研究人員的關(guān)注。目前，對于高水頭泄洪洞空蝕破壞的防護，僅采用保證壁面平整度及使用抗空蝕材料的方法己不能很好滿足要求，實踐證明，摻氣減蝕是一種經(jīng)濟有效且技術(shù)可行的工程措施。目前工程中通常采用在泄水建筑物過流面上設(shè)置摻氣槽/坎的方法進行摻氣減蝕， 這些摻氣設(shè)施按照所處的位置可以分為底部摻氣和側(cè)墻摻氣兩種，其作用是增加泄水建筑物底部和側(cè)墻處的摻氣濃度。由于高速水流問題的復雜性，摻氣設(shè)施的減蝕效果目前還難以通過數(shù)學模型進行模擬，通常采用減壓模型試驗進行論證。傳統(tǒng)減壓試驗理論認為，一般水流空化發(fā)生在嚴重的負壓區(qū)，而常壓試驗，高負壓容易產(chǎn)生虛擬負壓的問題，所以模型試驗中大氣壓強必須根據(jù)模型比尺進行降低。具體原則是，減壓模型采用重力相似設(shè)計，在試驗中保持模型與原型的空化數(shù)相等，即
(1)
式中，一水流空化數(shù)；
巧一大氣壓力；
P—計算斷面處時均壓力； 一汽化壓力； 一斷面平均流速；
S —重力加速度。則可得到減壓箱內(nèi)模型應(yīng)控制的氣壓為
P'=^z3L + P<(2)
4 一模型比尺。減壓模型試驗過程中，隨時根據(jù)減壓箱內(nèi)工作水溫與所相應(yīng)的汽化壓力的變化由 (2)式得到減壓箱內(nèi)的氣壓值<。減壓箱內(nèi)的真空度為
權(quán)利要求
1.摻氣減蝕模型減壓試驗方法，所述摻氣減蝕模型減壓試驗的裝置包括減壓箱、真空泵和設(shè)有摻氣設(shè)施的摻氣減蝕模型，所述真空泵通過真空泵抽氣管道與所述減壓箱連接， 所述摻氣減蝕模型位于所述減壓箱內(nèi)，所述摻氣設(shè)施上接有通氣管；其特征在于將所述摻氣設(shè)施的通氣管通至所述減壓箱外部，從常壓環(huán)境中進氣，但摻氣減蝕模型仍處于減壓箱的真空環(huán)境中，所述減壓箱的真空度為傳統(tǒng)減壓試驗的理論值。
2.如權(quán)利要求1所述的摻氣減蝕模型減壓試驗方法，其特征在于所述的摻氣設(shè)施為底部摻氣設(shè)施，其體型為挑坎、跌坎、摻氣槽、差動坎或其中二者、三者的組合型摻氣設(shè)施。
3.如權(quán)利要求1所述的摻氣減蝕模型減壓試驗方法，其特征在于所述的摻氣設(shè)施為側(cè)墻摻氣設(shè)施，其體型為挑坎、突擴或二者組合型摻氣設(shè)施。
4.如權(quán)利要求1所述的摻氣減蝕模型減壓試驗方法，其特征在于所述摻氣設(shè)施為底部摻氣與側(cè)墻摻氣組合型摻氣設(shè)施。
全文摘要
本發(fā)明屬于防止高流速泄水建筑物空蝕破壞的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種摻氣減蝕模型減壓試驗方法，摻氣減蝕模型減壓試驗的裝置包括減壓箱、真空泵和設(shè)有摻氣設(shè)施的摻氣減蝕模型，真空泵通過真空泵抽氣管道與減壓箱連接，摻氣減蝕模型位于減壓箱內(nèi)，摻氣設(shè)施上接有通氣管；將摻氣設(shè)施的通氣管通至減壓箱外部，從常壓環(huán)境中進氣，但摻氣減蝕模型仍處于減壓箱的真空環(huán)境中，減壓箱的真空度為傳統(tǒng)減壓試驗的理論值。本發(fā)明解決了減壓試驗模型和原型通氣量不相似的問題，科學地反應(yīng)原型工程的摻氣減蝕效果，對于高流速泄水建筑物摻氣減蝕措施的設(shè)計與優(yōu)化具有重要的參考價值。
文檔編號G01M10/00GK102435414SQ201110214269
公開日2012年5月2日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者嚴秀俊, 胡亞安, 胡皓, 薛淑, 阮仕平 申請人:水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院