一种新型旋流排沙渠道的试验研究和数值模拟

doi:10.15961/j.jsuese.202100780

	一种新型旋流排沙渠道的试验研究和数值模拟
	南军虎1,2 ; 高欢 1; 汪超群 1; 马康宁 1; 罗涵 1; 刘一安 1; 李伟1
	2022-06-29
发表期刊	工程科学与技术
ISSN	2096-3246
卷号	54 期号:06 页码:1-9
摘要	引水时泥沙含量过高会导致一系列工程问题，为解决多泥沙河流引水时的水沙分离问题，常在渠首处设置排沙设施，旋流排沙渠道作为一种渠道排沙新技术，其综合性能和排沙效果是其推广应用的关键所在。本文采用试验研究和数值模拟相结合的方法，对旋流排沙渠道内水流的水力特性和排沙特性进行了分析。首先，采用物理模型进行试验，获得相应的水力参数和截沙率；其次，通过试验所得参数验证数值模拟的准确性，流速、水面线等参数数值模拟结果与试验值一致，数值模拟能够反映旋流排沙渠道内水流的运动状态；最后，结合模型试验和数值模拟对旋流排沙渠道的水力特性和排沙特性进行综合分析。结果表明：起旋室流态随渠道来流量的增加呈自由流、临界流及淹没流的流态演变序列；在淹没流流态下排沙洞内能形成有利于泥沙悬浮卷扬的旋转水流，且对引水渠道内的流态影响很小；随着上游渠道水深增加，排沙洞的分流比呈非线性规律减小，在上游渠道内相对水深为0.97时，排沙洞的分流比仅为6.07%；上游渠道内相对水深为0.21时，排沙洞内最大流速较渠道平均流速增大了175%，对粒径为0.075～3.000 mm泥沙的截沙率达93.7%。综上所述，旋流排沙渠道是一种高排沙率、低耗水量的渠道排沙技术，成果有利于丰富引水工程中的水沙分离技术，为解决渠道泥沙淤积问题提供了新思路。
关键词	旋流排沙渠道流态分流比截沙率
DOI	10.15961/j.jsuese.202100780
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收录类别	北大核心 ; EI ; CSCD
语种	中文
资助项目	国家自然科学基金项目（52069011;51509123）;西北旱区生态水利国家重点实验室开放基金项目（2019KFKT–9）;甘肃省教育厅产业支撑计划项目（2021CYZC–27）;甘肃省优秀研究生“创新之星”项目（2021CXZX–474）
中图分类号	TV149;TV67
引用统计	无
文献类型	期刊论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/158747
专题	能源与动力工程学院图书馆
作者单位	1.兰州理工大学能源与动力工程学院; 2.西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室
第一作者单位	能源与动力工程学院
第一作者的第一单位	能源与动力工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	南军虎,高欢,汪超群,等. 一种新型旋流排沙渠道的试验研究和数值模拟[J]. 工程科学与技术,2022,54(06):1-9.
APA	南军虎.,高欢.,汪超群.,马康宁.,罗涵.,...&李伟.(2022).一种新型旋流排沙渠道的试验研究和数值模拟.工程科学与技术,54(06),1-9.
MLA	南军虎,et al."一种新型旋流排沙渠道的试验研究和数值模拟".工程科学与技术 54.06(2022):1-9.