自摻氣水流摻氣發展區水力特性研究

《自摻氣水流摻氣發展區水力特性研究》是依託四川大學，由鄧軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：自摻氣水流摻氣發展區水力特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：鄧軍
• 依託單位：四川大學

項目摘要

利用高速攝影儀，採用數字圖像處理技術，結合針式摻氣儀，通過系列緩坡明渠摻氣發展區水力特性模型試驗，對有壓出口後緩坡明渠表面自摻氣的發生、發展過程進行詳細的測量；研究自摻氣發生點位置及其計算方法；揭示摻氣發展區的發展規律及其與渠道坡度、水流速度之間的關係；揭示摻氣發展區的摻氣濃度分布及其沿程變化規律，以及摻氣濃度的沿程變化與渠道坡度、水流速度之間的關係；研究摻氣發展區水流速度的沿程變化及摻氣對水流速度分布的影響；研究氣泡尺寸及其機率分布在摻氣發展區的變化規律；通過對比研究不同水流速度情況下氣泡特性的差異，探索研究氣泡尺寸的比尺效應；通過對比研究不同情況下摻氣濃度及其分布的差異、氣泡擴散速度的差異、氣泡尺寸大小及其機率分布的差異等，研究表面自摻氣模型試驗的比尺效應。開展自摻氣水流摻氣發展區的基礎研究，為水氣二相流的研究開拓新的方向，並為有壓出口接高速明流泄洪洞的工程設計提供可靠的理論依據。

結題摘要

通過大量的試驗及理論分析，對有壓出口後緩坡明渠表面自摻氣的發生、發展過程進行了詳細的測量，揭示了水流自由面在紊動作用下的形態演變及卷吸摻氣過程，揭示了自摻氣發展區的發展規律及其與渠道坡度，水流速度，水深之間的關係，揭示了摻氣發展區內摻氣濃度分布及沿程變化規律，研究了氣泡尺寸及其機率分布在摻氣發展區內的變化規律，揭示了細觀水氣結構特性與巨觀摻氣濃度之間的關係，並且建立了自摻氣發展過程的預測方法，計算結果與試驗及原型測量結果吻合良好。上述研究成果為水氣二相流的研究開拓了新的方向，有助於加深對自摻氣形成及發展變化規律的認識，也可為有壓出口接高速明流泄洪洞的工程設計提供可靠的理論依據。