庄浪河渡槽冬季输水最优流速预测

摘要

庄浪河渡槽是西北地区的长大渡槽,寒冷季节输水,水温会在输水过程中降低.水在零度以上以液体状态存在,零度以下以固体状态存在,即水温为负值时,渡槽槽体内会产生冰花,渡槽中的冰冻会影响水体的正常输送,对渡槽槽身结构的摩擦、碰触,会影响渡槽的使用年限.而水体在流动过程中的水温降低与其流速有直接关系,因此,若知道临界流速从而对水流流速进行控制,对渡槽的耐久性和使用寿命及冬季输水的可行性具有重要意义.根据稳态传热过程进行理论分析,采用ANSYS FLOTRAN软件对水体进行模拟,采用牛顿冷却公式和对流换热公式进行计算,并求得相应的流速.由计算结果可知,当水流速度为1.35 m/s时,在流经整个渡槽的过程中,水的温度趋于不变,因此,1.35 m/s是冬季输水时期渡槽中水的最优流速.