高速水流的雾化1范例.pptx

泄洪水流的雾化 目录 所谓的泄洪雾化，指的是水利枢纽高速泄洪时，由于水流与空气或边界的相互作用而形成的雾化水流，受泄洪建筑物的布置、泄流条件、气象条件及下游地形条件等的综合影响，在水利枢纽附近一定范围内所形成的一种密集雨雾现象 数值计算 物理模型 物理模型试验及原型观测 研究方法 三种研究方法的利弊： 1.数值计算。数值计算所依据的理论模型较多，只能定性的描述。 2.物理模型。物理模型实验能对某区域的雾化水流运动进行定量的描述，但费时费力，且因雾化水流前后各段性质差异较大及两项运动的复杂性，在模型率的选择及缩尺效应的估算等方面仍存在问题。 3.物理模型试验及原型观测：在资料的完备性及资料精度方面仍有许多工作要做，此外，要将某一工程的雾化水流原型观测资料直接引申到另一工程，也很难做到水流条件、地形条件及气候条件的完全相似。 一、挑流雾化的形成 从溢流坝或深孔下泄的水流，经鼻坎的挑射作用，将水舌抛向空中，当高速水流在空中运动时，由于水和空气的粘滞作用，在水舌和空气中形成两个边界层，并在水汽边界形成大小漩涡，当水舌的边界层交汇后，这些漩涡体势必发生混掺和交换，从而散裂成更小的漩涡，漩涡与周边流体间的脉动流速不断加大，加速水舌掺气和扩散，是水舌列成水束，并有水束裂散成水块和水滴，随着水舌的运动，进一步裂成更小的水滴和水汽。其中大直径的水滴降落到地面形成降雨，小直径的水滴和水汽飘逸在空中形成雾。 鼻坎挑射，将水舌抛向空中 形成漩涡，漩涡加速水舌的掺气和扩散 水束裂散成水滴和水汽 二、挑流雾化水流的特征 当水流从挑坎挑出后，因水舌入水时的溅水而形成雾化水流。挑流雾化水流可以分为三段： 1、水舌区。水舌掺气段是具有连续液体特征的水舌表面失去稳定性，空气被卷入而掺气的水—气两相流。 2、强暴雨区。强暴雨区分为溅水区和暴雨区。V级雾化降雨区：平均雨强（mm/h）?600.0，IV级雾化降雨区：平均雨强（mm/h）200.0?～?600.0，III级雾化降雨区：平均雨强（mm/h）50.0?～?200.0，II级雾化降雨区：平均雨强（mm/h）10.0?～?50.0，I级雾化降雨区：平均雨强（mm/h）?10.0?? 3、雾流扩散区。其所造成的影响主要表现为雾化水流输运与发展过程中所形成的降雨及随后生成的雾化流。 一般认为雾流是水汽紊动混掺的两项流动。一方面是由于溅水水块和水滴在水舌风作用下裂散成可由气流紊动输移的雾滴，另一方面是由于溅水抛射时将水舌表面的掺气水流顶层托起来而形成强大的雾流。 泄流雾化涉及气、液两相流的问题，目前尚无成熟的理论计算方法，因此这一问题的研究还处于在用多种方法进行探索的阶段。在这方面，二滩工程的泄洪雾化颇具代表性。其所用的方法和内容有： （1）用大比尺模型模拟泄洪雾化物理过程，辅以乌江渡泄洪洞泄洪的5个比尺系列模型试验。 （2）用电阻式掺气仪、平面和立体摄影与图像处理技术，研究空中水舌掺气扩散特性，运动轨迹和可雾化量。 （3）用摄影、录像和图像处理技术，获取水舌激溅的特征参数及影响因子，用力学原理和模糊推理法探讨激溅降水强度和分布的预报模式。 （4）根据资料，用比例尺推测降水分布和强度。 三、雾流的运移和扩散 四、泄流雾化的研究现状 五、泄洪雾化范围及防护对策 以二滩防护为例，按照水体密集程度，降雨强度和对岸坡可能产生的影响，提出雾化分区标准，并据此定出防护措施。 泄洪雾化分区标准及对策 序号 分区 分区标准 防护措施 一 水舌主流区 整体水工模型实测或计算的水舌扩散范围 足够水深的水垫塘 二 水舌裂散及激溅区 降水强度q当地产生泥石流的雨强，二滩为q40mm/h 混凝土护坡，设马道，排水沟 三 浓雾暴雨区 当地产生泥石流的雨强q8mm/h能见度10m以内 喷锚混凝土，设马道，排水沟 四 薄雾暴雨区 q=8mm/h,能见度10m 影响泄洪雾化的因子 1.泄洪历时 2.水位、流量 3.地形条件 4.气候条件 5.溢洪道运用方式 六、泄洪雾化对工程和环境的危害和影响 1、危害实例 七、泄洪雾化原型观测资料 雾化的防护措施 对于雾化防治措施，由于种种原因，国内大多数工程在设计过程中未对泄洪雾化问题进行专门科学研究，因此只能根据国内已建成的工程经验教训，进行适当的防护和调整，下面主要以隔河岩为例。 （1）消力池边墙顶面以上的开挖边坡应有足够的坡度，岸剪裂隙发育部位宜采用喷锚护固，山顶浮石要彻底清除。 （2）电站、变电站、开关站及高程较低的孔洞应设防雨和排水设施。在强雾化区不宜布置居民区、办公楼及变电站等生产