高水头船闸输水阀门净动水启闭力特性研究

摘要

船闸输水阀门是控制船闸运行最重要的设备之一，常年在非恒定流作用下频繁启闭，其工作环境恶劣，条件复杂。对船闸输水阀门的研究，一个关键问题是阀门的空化特性及预防和改善措施，另一个重要问题则是阀门的启闭力及其脉动幅值。前者关系到输水阀门能否正常运行，而后者不仅关系到阀门启闭机的容量和门体结构，而且涉及阀门运行的可靠性和灵活性。 在大量分析研究前人有关船闸主要门型-反向弧形门启闭力(净动水启闭力)试验成果的基础上，建立了大比尺的输水阀门物理模型(依托银盘船闸)，通过恒定流和非恒定流试验，对作用在阀门上的水流结构形态进行了详细的观察和分析，认为阀门的净动水启闭力构成可以分为两大部分，即廊道水流对门体的作用力和门井下降或上升水流的作用力，并通过理论分析得到了由这两部分作用力构成的净动水启闭力计算公式，与试验结果吻合较好，同时还对影响阀门净动水启闭力的各种因素及其变化规律进行了进一步探讨，并指出了需深入研究的方向。 研究选取的反向弧形阀门是高水头船闸中应用最广泛的型式，其成果不仅能为今后高水头船闸输水阀门门体结构及启闭系统的设计、计算提供重要参数及理论支持，也可应用于相关规范的修订。

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第一章绪论

1.1高水头船闸建设及发展现状

1.2高水头船闸输水阀门特点和类型

1.3高水头船闸输水阀门启闭力研究现状

1.4启闭力计算存在的问题

1.5本文的主要研究工作及思路

第二章模型设计及量测设备

2.1依托工程介绍

2.2模型设计

2.3试验工况

2.4量测设备

2.5数据处理

第三章恒定流下阀门净动水作用力特性研究

3.1门体压力分布研究

3.2阀门净动水力矩特性

3.3恒定流下净动水作用力计算方法的研究

3.4恒定流下净动水作用力脉动特性

3.5本章小结

第四章非恒定流下阀门净动水启闭力特性研究

4.1非恒定流下阀门净动水启门力特性

4.2非恒定流下阀门净动水闭门力特性

4.3非恒定流下净动水启闭力计算方法研究

4.4非恒定流下净动水启门力计算实例

4.5非恒定流下净动水启门力脉动特性研究

4.6本章小结

第五章结论与展望

5.1主要结论

5.2需要进一步解决的问题

参考文献

致谢