竖井进流水平旋转内消能工具有消能率高、施工简单、布置灵活、工程造价低等优点,对其研究具有较大的理论意义和推广应用价值。本文通过模型试验,在旋流条件下,对水平旋流内消能泄洪洞通风孔通风量的变化规律、环流空腔内气体压强的变化规律及与各水力特性的关系进行了研究。 研究结果表明自由堰流流态与淹没堰流流态通气孔的风速的变化规律是不同的,前者为排气状态,后者为通气状态:不同通气孔直径时风速与通风量是不同的,且随孔径的变化是非线性的;上、下游水位对通气孔通风量的影响是非常明显的,堰上水头一定,通气量随通气孔直径的增大而增大并趋向于常数,其随下游水位的增大呈指数规律减小:通气孔的长度对风速与通气量有一定的影响;在通风孔的几何尺寸一定时,通风孔的风速与通风量仅取决于起始段面环流空腔内的气体压强的变化规律。 自由堰流流态和淹没堰流流态对空腔压强影响是不同的。通气孔通风量的变化在淹没堰流流态对空腔内气体压强的影响很大,随通气孔直径的增大,环流空腔内气体压强的负压值迅速减小并趋于零;环流空腔内的气体压强值受下游水位变化的影响较大,随下游水位的减小,空腔压强的负压值出现极大、极小值。 壁面压力随上下游水位的变化而变化,不同的通气状态对壁面压力的影响很大,环流空腔内气体压强与壁面压力、通风孔通风量之间存在某种平衡关系,并且这种平衡关系与上下游水位和旋流强度有关。西安理工大学硕士学位论文本研究得到国家自然基金的资助。关键词:水平旋流内消能泄洪洞通气孔通风量空腔气体压强