排沙漏斗的水沙分離性能取決于其流場特性,為了弄清楚懸板開孔對流場特性的影響,利用粒子圖像測速技術和數(shù)值模擬方法,分別對懸板溢流段和非溢流段同時均勻布孔、僅在非溢流段布孔和無孔時的排沙漏斗流場特性開展研究。結果表明:(1)布孔位置不影響渦流性質(zhì)但影響其強度,均勻布孔時渦流強度最小,不利于水沙離心分離;(2)無孔和僅在非溢流段布孔時的流場特性有利于泥沙徑向輸移、沉降和排出,均勻布孔徑向速度和二次流流速減小不利于泥沙輸移和排出;(3)僅在懸板非溢流段布孔時懸板表面速度大于其他方案,泥沙不易淤積于懸板。為減少懸板上的泥沙淤積量且同時要保證較高的泥沙截除率時可采用僅在懸板非溢流段布孔的方案優(yōu)化懸板體型。

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【部分圖文】：

圖1排沙漏斗試驗模型

試驗采用有機玻璃制作排沙漏斗模型,有機玻璃厚度為3mm,模型直徑為220mm,進水矩形涵洞高度8.8mm,寬44mm,漏斗直徑220mm,錐底坡度1∶5,底孔直徑5.5mm,懸板置于進水涵洞上方,懸板高度為23.25mm,寬度為44mm,長度為漏斗半周長,90°圓....

圖2懸板孔口尺寸及布置方案

圖2所示為排沙漏斗懸板的2種布孔方案。將圖1所示的懸板不開孔的排沙漏斗命名為方案1。圖2(a)所示的方案2是僅在懸板的非溢流段布置孔口,圖2(b)所示的方案3是在懸板的溢流段和非溢流段均布置孔口。兩方案中孔口大小、形狀和間距均相同,自懸板始端(靠近進水涵洞一端)起每間隔10°圓心....

圖3PIV實測值和數(shù)值模擬結果對比

圖3為方案1排沙漏斗中典型斷面的PIV實測值與數(shù)值模擬值對比。圖3(a)、圖3(b)分別為典型斷面中交線x=0上各點的切向和徑向速度對比圖。圖中r/R為測點所在徑向位置與漏斗室半徑的比值。由圖可以看出,切向流速的數(shù)值模擬結果和實測結果隨徑向位置的變化規(guī)律基本一致,但數(shù)值大小上存在....

圖4不同工況時平面z=-7mm流速云圖

在錐體區(qū)內(nèi)(見圖4),方案2中1—5區(qū)的速度與方案1各區(qū)的速度較接近,但方案3的各區(qū)速度明顯小于方案1和方案2。方案3中1—5區(qū)的合速度平均值比方案1分別減小了18.6%、21.8%、26.8%、23.5%、18.5%。在柱體區(qū)內(nèi)(見圖5),方案2和方案3的合速度較方案1明顯減小....

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