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第二节第二节 前前 池池一、作用与设计要求一、作用与设计要求1 1作用作用 (1)平顺地扩散水流,为水泵吸水创造)平顺地扩散水流,为水泵吸水创造良好的进水条件良好的进水条件; (2)水位调节作用。)水位调节作用。2 2设计要求设计要求 (1)流态好,水力损失小)流态好,水力损失小 (2)线型简单,便于施工)线型简单,便于施工 (3)工程量小)工程量小二、型式二、型式 1、正向进水前池、正向进水前池 2、侧向进水前池、侧向进水前池三、前池内的不良流态三、前池内的不良流态1正向前池正向前池(1)池内容易形成较为对称的两个回流区。(2)两侧机组侧向进水,隔墩处易产生漩涡。2侧向进水前池侧向进水前池 回流区位置:一般靠来流侧。前池内的不良流态主要为:前池内的不良流态主要为:大尺度的回旋、主流的偏移、大尺度的回旋、主流的偏移、折冲、折冲、漩涡。漩涡。3不良流态的危害:不良流态的危害: (1)引起池内淤积 (2)恶化流态 回流压迫主流,使主流断面A,v,进一步恶化流态,能量损失。 (3)影响进水池内的流动 导致进水池流态紊乱;漩涡带入进水池水泵汽蚀、振动。 (4)降低泵站效率四、正向进水前池尺寸的确定四、正向进水前池尺寸的确定 扩散角() 池长(L) 底坡(i)1扩散角(扩散角( ) 设引渠及前池四周边壁直立,渠末断面水流平均流速为v0 横向流速vy决定于水深。 流速系数。 平均横向流速 : 由于水流受沿渠道纵向流动惯性的影响,实际的横向流速vy的理论计算要小,故应乘上惯性修正系数1,即: 水流的纵向分速vx可近似认为:vx=v讨论:(1)与v、h有关,亦即与Fr有关。(2)v,;h,。 而由上式,v对的影响要比h对的影响要大。(3)由于前池是扩散的,并有一定坡度, 故池内h, v,所以。(4)在渠末,当v、h一定,即Fr一定,亦确定,这时的角就称为该Fr数下的最大天然扩散角,亦称临界扩散角临界扩散角。 当/2,水流就不会发生脱壁现象。(5)对于斜坡,该处的h减小,所以亦随之减小。 临界扩散角计算经验公式临界扩散角计算经验公式: 如设Fr =1,代入上式得: =9.7510 220 通常,前池内水流为缓流,Fr1,所以扩散角可大于20,根据试验和工程经验,前池扩散角可在2040之间选取。2池长(池长(L)前池的扩散形式: (1)(1)直线扩散直线扩散 (2)(2)折线扩散折线扩散 (3)(3)弧线扩散弧线扩散。 3底坡(底坡(i) 底坡对流态与阻力损失的关系: i 过大,恶化进水条件。 i 0.3,阻力系数较小。 i 过小,增加工程量。 综合水力和工程要求综合水力和工程要求: i =1/31/5。 对于底坡较缓的情况,一般做成两段: 前段为水平段 后段做成 i = 0.30.2。五、侧向进水前池五、侧向进水前池1 1类型类型 单侧向单侧向 双侧向双侧向2 2特点特点a矩形单侧向:矩形单侧向:结构简单、施工方便,但工程量稍大,后部易淤积。b锥形单侧向:锥形单侧向:扩散角沿程减小,过水断面亦缩小,可保证池中水流流速、水深不变,水流条件较好。c曲线型单侧向:曲线型单侧向:水力条件最好,但边壁曲线施工复杂。d双侧向:双侧向:机组台数较多时采用(n10),特别是在丘陵山区,如设计成其它形式的前池,开挖工程量会加大。六、前池内的流态改善措施六、前池内的流态改善措施1 1增设隔墩或导流栅增设隔墩或导流栅2 2增设底坎和立柱增设底坎和立柱3 3增设倒增设倒“Y”形形导流墩导流墩4 4、其他、其他几点体会:通过模型试验确定整流方案,数值计算目前并不能较好地解决问题。前池水位变幅较小时,底坎有较好的整流效果,坎高约为水深的0.4倍左右。前池水位变幅较大时,底坎辅以其他的整流措施可获得较好的整流效果。整流措施布置得当,引起的水力损失很小。
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