第章进水建筑物（前池）课件.pptVIP

第二节 前 池 一、作用与设计要求 1．作用 （1）平顺地扩散水流，为水泵吸水创造良好的进水条件; （2）水位调节作用。 2．设计要求 （1）流态好，水力损失小 （2）线型简单，便于施工 （3）工程量小 二、型式 1、正向进水前池 2、侧向进水前池 三、前池内的不良流态 1．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 回流区位置：一般靠来流侧。 前池内的不良流态主要为： 大尺度的回旋、主流的偏移、折冲、漩涡。 3．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 扩散角(α) 池长(L) 底坡(i) 1．扩散角（ α ） 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。 φ——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φ1，即： 水流的纵向分速vx可近似认为：vx=v 讨论: （1）θ与v、h有关，亦即与Fr有关。 （2）v↑，θ↓；h↑，θ↑。 而由上式，v对θ的影响要比h对θ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θ↑。 （4）在渠末，当v、h一定，即Fr一定，θ亦确定，这时的θ角就称为该Fr数下的最大天然扩散角，亦称临界扩散角。 当α/2θ，水流就不会发生脱壁现象。 （5）对于斜坡，该处的h减小，所以θ亦随之减小。 临界扩散角计算经验公式: 如设Fr =1，代入上式得: θ=9.75°≈10° α ≤2θ≤20° 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20°~40°之间选取。 2．池长（L） 前池的扩散形式： (1)直线扩散 (2)折线扩散 (3)弧线扩散。 3．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: i =1/3~1/5。 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 = 0.3~0.2。 五、侧向进水前池 1．类型 单侧向 双侧向 2．特点 a．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：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：水力条件最好，但边壁曲线施工复杂。 d．双侧向：机组台数较多时采用（n≥10），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 1．增设隔墩或导流栅 2．增设底坎和立柱 3．增设倒“Y”形导流墩 4、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。 * *