含沙水流

摘要： 文章深入探讨了水工建筑物受含沙水流冲磨蚀破坏的特点和机理,并分析了运行管理、施工工艺、材料选择、体型设计与抗冲磨性能间的关系,通过试验研究提出喷涂聚脲弹性体、参数设计等有效提升水工建筑物抗冲磨蚀性能的对策。

摘要： 过水桥梁的基桩外露已成为影响桥梁安全性的重要因素,携沙水流会对外露部分的基桩产生冲蚀作用,加速混凝土的破坏,累积到一定程度,会导致桥梁安全性降低,影响桥梁交通的正常运营.为研究携沙水流对基桩的冲蚀磨损规律及其影响因素,利用ANSYS-Workbench建立三维模型,在FLUENT的工作环境下,模拟水沙两相流的流动特性,并求解得出基桩最大冲蚀磨损速率.通过数值模拟,研究了携沙水流的流场特性,并得出了在不同流速、含沙量及粒径下的冲蚀磨损规律.结果 表明:流速、含沙量及粒径都对最大冲蚀率有较大影响,其中,最大冲蚀率随流速的增加而增大,并呈现出明显的指数关系;含沙量与最大冲蚀率呈现出正相关关系;最大冲蚀率随粒径的增大呈现出先减少后趋于稳定的趋势.研究成果可以为后续基桩冲蚀磨损预测的工程应用提供相关依据.

摘要： 为确定外界条件变动对沟道水流流动稳定性的影响,对山体滑坡影响下沟道系统中含沙水流流动稳定性展开研究.利用射流冲击理论,归纳泥沙颗粒的运动形式,从而确定泥沙对水流紊动的作用效果,完成山体滑坡影响下沟道系统含沙水流的运动特性分析.在此基础上,根据摩阻流速规律,定义垂线流速的分布公式,再通过计算水流涡量数值的方式,确定沟道出渗作用对含沙水流结构的实际影响.模拟实验结果表明,在山体滑坡作用下,沟道系统内的含沙浓度不断增大,导致含沙水体泄流能力急剧提升,降低沟道水流的稳定性流动能力.

摘要： 针对高含沙水流对水垫塘底板上举力特性的影响,通过模型试验,研究了不同含沙量下底板上举力的分布规律、幅值特性和频谱特性.结果 表明:含沙水流作用下的上举力沿程分布规律与清水时相同;各流速下上举力时均值均随含沙量的增大而增大,且基本呈线性函数关系,斜率在0.17～0.22之间;上举力标准差随含沙量的增大先增大后减小,在含沙量为183 kg/m3时出现峰值;上举力的脉动在0～3 Hz的低频范围内,与清水相比,水流含沙后功率谱的频带宽度增加,高频域内的功率谱密度值有所增加;水流的时间积分尺度随着含沙量的增大呈先增大后减小的趋势.

摘要： 为了研究叶片进口边位置对离心泵外特性能、内流场的影响规律,在原型泵的基础上,设计了叶片进口边位置不同的5种叶轮,基于SSTk-ω湍流模型和Zwart空化模型,分别对5种叶轮的离心泵在清水和含沙水介质下进行三维全流道定常数值计算.结果表明:针对低比转数离心泵,叶片进口排挤严重,使叶片进口边向出口方向延伸可以使叶片进口处的流动更加均匀,液流的流动速度减小,叶片表面的压力变大,从而改善空化性能;在一定范围内变动叶片的进口边位置对离心泵的扬程、效率影响不大,但是当叶片的进口边位置向出口方向延伸过多会导致叶片对液流的做功能力下降,从而使离心泵的扬程明显下降;当离心泵在相同工况下运行时,离心泵进口沙粒含量的增大会使离心泵的扬程、效率降低,且会使流道内空化核的数量增大,从而导致空化性能变差.

摘要： [目的]探究含沙水流汇入对含有浅沟微地形的裸土和草地坡面的侵蚀产沙过程的影响,为该地区浅沟侵蚀治理提供理论依据,并为坡沟系统的土壤侵蚀模型建立奠定基础。[方法]通过降雨和放水相结合的野外模拟试验和人工建筑的浅沟模型开展研究。[结果]含沙水流汇入裸土浅沟坡面的侵蚀量增加了15%~58%,而对草地浅沟坡面的侵蚀影响不显著,说明草地恢复对于减少由汇流作用的侵蚀具有显著效益。试验条件下裸坡和草地坡面泥沙浓度都在产流开始时达到最大然后逐渐降低,最后达到稳定,然而含沙水流汇入使得泥沙浓度达到稳定所需的时间延长。含沙水流汇入能够显著增加浅沟发育速度,特别是浅沟沟宽和下切深度增加明显,草地恢复可以显著减缓浅沟的下切侵蚀,进而减缓浅沟的发育速度。对于裸土和草地浅沟坡面,含沙水流汇入显著增加了浅沟部位流速,尤其是草地浅沟部位各坡段流速平均增幅达到了55%。[结论]增加含沙水流汇入会显著增加裸坡坡面上的浅沟侵蚀量和浅沟的发育速度,而对草地坡面上浅沟的侵蚀和发育影响不显著。

摘要： 通过模型试验的方法研究了在不同含沙量下孔板泄洪洞脉动壁压的幅值特性、时空相关特性和频域特性.试验结果表明,脉压均方根在不同含沙量下的沿程分布规律相似,含沙量及水流来流条件均对脉压强度的大小产生重要影响,存在临界含沙量使脉压强度变化趋势发生改变;水流含沙后,时间和空间相关系数均比清水时降低,说明泥沙的加入使得水流大涡旋平均尺度有所减小;在各含沙量条件下脉动壁压的优势频率均属低频范畴,含沙水流归一化功率谱密度曲线存在其他频率的峰值,进一步验证了漩涡平均尺度的减小.

摘要： 从地处山西省运城市的夹马口引黄泵站的工程实例出发,在含沙水流条件下,以水泵的单方水耗电量为研究对象,通过对含沙水流条件水泵机组的能耗的计算,得出不同含沙水流条件下的水泵机组的单方水耗电量.将含沙水流条件下和清水条件下水泵机组的单方水耗电量进行对比,分析合沙水流对水泵机组的单方水耗电量的影响.通过分析初步制定出泵站的优化节能措施,为运城市夹马口引黄泵站的优化调度与经济运行提供依据.

摘要： 山区河流由于存在覆盖层浅及深水施工等问题,码头下部结构更多采用钢管混凝土嵌岩桩型式,桩基及纵横撑均大量使用钢结构,钢构件防腐涂层受含沙水流冲蚀磨损,易出现大范围脱落。针对山区河流大流速、含沙量大的环境特点,本文通过对钢构件防腐涂层模拟在含沙水流环境中的冲蚀试验,对比研究3种防腐涂层在不同冲蚀条件下的抗冲蚀性能,获得不同冲蚀条件下防腐涂层的磨损规律。通过对比分析3种防腐涂层的基本性能,优选出适合山区河流冲蚀环境的高性能防腐涂层。结果表明：1）防腐涂层的冲蚀磨损重量随着冲蚀速度的增加而增加,涂层冲蚀率与冲蚀流速呈现指数相关,与冲蚀时间呈线性相关,与冲蚀含沙量呈指数相关。2）不同冲蚀条件下,模具硅橡胶涂层质量累计冲蚀率和壁厚累计冲蚀率均小于山区河流港口码头现有的钢构件环氧沥青漆涂层,其抗冲性能良好。研究为今后研发适于山区河流冲蚀环境的高性能、长寿命防腐涂层材料提供了理论依据。

摘要： 山区河流由于存在覆盖层浅及深水施工等问题,码头下部结构更多采用钢管混凝土嵌岩桩型式,桩基及纵横撑均大量使用钢结构,钢构件防腐涂层受含沙水流冲蚀磨损,易出现大范围脱落.针对山区河流大流速、含沙量大的环境特点,本文通过对钢构件防腐涂层模拟在含沙水流环境中的冲蚀试验,对比研究3种防腐涂层在不同冲蚀条件下的抗冲蚀性能,获得不同冲蚀条件下防腐涂层的磨损规律.通过对比分析3种防腐涂层的基本性能,优选出适合山区河流冲蚀环境的高性能防腐涂层.结果表明:1)防腐涂层的冲蚀磨损重量随着冲蚀速度的增加而增加,涂层冲蚀率与冲蚀流速呈现指数相关,与冲蚀时间呈线性相关,与冲蚀含沙量呈指数相关.2)不同冲蚀条件下,模具硅橡胶涂层质量累计冲蚀率和壁厚累计冲蚀率均小于山区河流港口码头现有的钢构件环氧沥青漆涂层,其抗)中性能良好.研究为今后研发适于山区河流冲蚀环境的高性能、长寿命防腐涂层材料提供了理论依据.

摘要： 目前对于空化的研究主要基于单相、清水介质,而对含沙水流中的空化流动问题研究较少,主要原因在于其流动机理复杂,在理论和数值实现上存在一定的难度.本文主要通过试验方法,通过向清水中加入石英砂颗粒的方法形成含沙水流介质,对含沙水流条件下离心泵的空化进行了研究.选用比转速为34的IS80-50-315型单级单吸离心泵为被试泵,进行了清水介质下的性能试验和3个流量工况下的空化试验,空化试验结果表明:离心泵的临界空化余量NPSHc随试验工况点流量的增大而增大.通过进行沙粒体积分数为1％时额定流量和大流量工况下的空化试验,将上述试验结果与清水介质空化试验结果的对比分析可知:同一流量工况下,沙粒体积分数为1％时,泵的扬程高于清水介质时的值.通过进行沙粒体积分数为3％时额定流量工况下的空化试验,对比分析额定流量工况下,清水介质与不同沙粒体积分数条件下的空化试验结果可知:沙粒体积分数分别为1％和3％时,泵的扬程基本相同,但均高于清水介质下的值;沙粒体积分数对泵的有效空化余量NPSHA影响不大,但泵的临界空化余量随沙粒体积分数的增大而增大.

摘要： 为了研究单级单吸离心泵在含沙水流条件下的内部流动规律,选用颗粒离散相模型和RNGκ-ε模型,采用SIMPLE算法,运用Fluent软件对型号为M196-100的单级单吸离心泵内固液两相流动进行数值模拟.分析了在不同粒径和体积分数条件下,离心泵外特性的变化规律,并与清水条件下进行对比.研究结果表明:在大粒径下,随着固相体积分数的增加,颗粒直径的增大,离心泵的扬程和效率逐渐降低,且随着体积分数变化较明显;在粒径与体积分数较小的情况下,泵的扬程和效率会随着粒径的增加而小幅度的增大.

摘要： 为了研究低含沙水流中近壁圆柱绕流的水动力特性,基于物理模型实验和Fluent软件开展系统分析.物理模型实验中,应用六分力天平测得圆管模型在不同间隙比和雷诺数下的圆柱阻力;Fluent数值技术给出近壁绕流流场漩涡脱落频率和尾流流态分析.结果表明,间隙比G/D=0.5,漩涡脱落和圆柱阻力明显受到壁面的影响,漩涡的发展受到壁面的抑制,圆柱的阻力系数升高.而间隙比大于G/D=1时涡旋脱落和圆柱阻力几乎不再受到壁面抑制.

摘要： 我国供热管道水质较差,含有杂质的多相流体的流动易在超声波流量计反射面上形成沉积,影响测量精度.本研究引入一种新型的涡流发生器,使流场在超声波的反射区域产生旋涡,冲刷反射壁面,减少反射区域的微小颗粒.以某V型超声波热量表为例,通过Fluent中的离散相模型研究涡流发生器在基表复杂腔体中对含沙水流流场的影响及不同截面含沙水流颗粒浓度变化情况,为涡流发生器的作用提供理论依据.

摘要： 河流泥沙的整体贴边停滞淤积是高含沙水流物理力学性质决定的一种泥沙运动停滞现象.它的形成与消亡对高含沙河流的洪水演进,河道演变,河道水文要素的变化有着重要影响.本文从高含沙水流的物理力学特性分析入手,探讨整体贴边淤积的形成机理,认识它的作用.研究表明：层流条件下的高含沙水流具有静态剪切应力,其大小与浑液的含沙量和相对静止时间成正比,与粒径成反比,是导致高含沙水流层流区的运动阻力随着时间增大,出现整体停滞淤积的主要原因.高含沙水流出现的许多独特现象可以从整体停滞淤积得到解释.对静态剪切应力和整体停滞淤积的认识将有助于高含沙洪水演进、河床演变、黄河水沙调控体系中的水沙调度等相关领域的研究.

摘要： 在国内外高坝水电工程面临的高速含沙水流问题中,泥沙磨损联合空化空蚀产生的磨蚀问题颇为突出.关于泥沙颗粒特性对磨蚀的影响,前人大多研究粒径和含量,鲜有对颗粒运动特性影响的研究.本研究通过振动空蚀试验,探究粗细两种粒径的玻璃微珠其浓度和运动速度对磨蚀的影响规律.研究发现,细颗粒浓度越大,磨蚀越减轻,粗颗粒反之;粗颗粒运动速度对磨蚀的影响较细颗粒更显著,可用磨粒磨损机制解释.

摘要： 采用欧拉-拉格朗日多相流模型,对双吸式离心泵抽送含沙水流的工况进行数值模拟,研究壁面粗糙度对泵水力性能以及叶片磨损状况的影响.结果表明:随着壁面粗糙度的增大,水泵的扬程、效率下降.叶片的粗糙度增大时,叶片磨损状况发生改变,叶片压力面的磨损强度降低,磨损严重的区域变小;叶片吸力面磨损加重,在叶片进口处磨损较强的区域增大:叶片压力面及吸力面受到轻度磨损的面积都增加.

摘要： 本文通过对三门峡水库滞洪排沙运用期6个时段实测资料进行分析，研究水库库区冲淤变化规律，探讨运用水位对库区冲淤的作用，分析库区淤积物粒径级配及干容重变化。为在新的环境条件下，进一步制定合理的水库运用方式，减少水库库区淤积提供参考。研究结果表明。只有蓄水拦沙运用水库在洪水期大幅度降低运用水位或突然泄空才有利于高含沙水流产生。其原因是，处于水下饱和状态的淤积物在水位突然下降到淤积面以下时，孔隙水来不及排出，淤积物土力学强度很低，在渗透压力和重力共同作用下产生滑塌；随着坝前水位降低，主槽的迅速冲刷下切，滩槽差加大，边坡上的淤积物向主槽或坝前泄水孔口滑塌，这是水库降水冲刷产生高含沙水流的主要形式。

摘要： 由于含沙量沿垂线分布与流速分布有关,通过对矩形明渠含沙水流的流速分布以及含沙量分布的理论分析与试验研究,发现最大流速不是在自由表面,而是在自由表面以下的某个位置,对数律与指数律分布都不能满足精度要求。根据悬移质扩散理论,在明渠沿垂线的流速分布的修正公式的基础上推导出含沙量沿垂线分布公式。通过水槽实验资料的验证,表明所椎导的含沙量的分布公式所计算的含沙量的分布规律与实测的一致,公式具有一定的实用价值。

摘要： 研制的浑水脉动流速仪具有较好的线性和较高的灵敏度,零漂、温漂、迟滞小,重复性、稳定性较好.该仪器可以在含沙水流中使用,能测量水流的纵向脉动流速,为含沙水流紊动特性的研究提供了有效的量测手段.

摘要： 本发明公开了一种水利勘测用水流含沙量取样检测装置，涉及水利勘测技术领域，包括主体，所述主体内部固定设置有输出端向下的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆输出端末端固定有升降架。本发明通过电动伸缩杆带动升降架、活动密封板以及过滤板上升，水流被吸入主体内部，当升降架和活动密封板上升至主体内部顶端后，使底板上升与主体底部相接触闭合，当进行检测时，升降架、活动密封板以及过滤板下降，对水流进行压缩，此时水流在压力的作用下透过过滤板将活动密封板顶起，进而经过过滤板过滤的水流流动至活动密封板的顶部，与此同时，第一单向阀门和第二单向阀门相接触，进而将水流排出主体外，然后通过底板内部的加热丝对沙子进行烘干操作。

摘要： 本发明公开了一种能够自动测量水流含沙量的量水堰，包括三个模块：（1）量水堰模块，量水堰模块主要由量水堰组成，量水堰包括入水堰口、出水堰口、隔板、沙体积刻度线、电动塞；（2）图像采集模块，在量水堰一侧设置摄像机，正对沙体积刻度线位置，并用自动升降杆固定支撑，用于采集图像获取沙体积数值；（3）数据处理模块，与图像采集模块相连通过网络服务器中算法计算出量水堰的含沙量。本发明可实现全自动测量量水堰水流含沙量，从而弥补了传统量水堰无法测量水流含沙量的这一缺陷，多方面反应坝体的渗漏、疏松等情况，实时监测坝体的健康状况，无需现场测水流含沙量，节约了大量时间成本，大大地提高了工作效率。

摘要： 本发明公开了一种能够自动测量水流含沙量的量水堰，包括：量水堰、量水堰堰板、沙体积刻度线、自动塞、连通管、摄像机、自动升降杆、网络服务器；在水渠中设置一个有一定深度的量水堰，量水堰池底具有一定坡度，可形成一个漏斗状，能够放缓水流速度，便于泥沙的沉淀下落，聚集在底部，利用摄像机获取图像，通过网络服务器计算出含沙量。本发明可实现全自动测量量水堰含沙量，从而弥补了传统量水堰无法测量水流含沙量的这一缺陷，正常情况下量水堰的含沙量很低，一旦测量结果开始变大，我们能够及时采取相关应对措施，起到一定的预警作用，多方面反应坝体的渗漏、疏松等情况，实时监测坝体的健康状况，本发明节约了大量时间成本，大大地提高了工作效率。

摘要： 本发明属于液体冲击侵蚀实验装置技术领域，公开了一种测量含沙水流中试件侵蚀速率的实验装置及方法，实验装置包括浆体浓度调配装置、泥浆泵、水流调速装置、侵蚀测量装置、矩形水平管和试样推送装置；浆体浓度调配装置提供浆体，浆体调配池、泥浆泵和矩形水平管依次通过PVC管道连接；水流调速装置用于调节管道内浆体流量；由透明亚克力材料制成的矩形水平管安装在工作台上，矩形水平管的底部中间连通有硬质试样管，矩形水平管沿浆体流向的末端与浆体调配池通过PVC管道连接；试样推送装置用于从硬质试样管推送一部分试样至矩形水平管内；侵蚀测量装置用于获取试样顶部侵蚀高度变化参数及侵蚀时间。本装置保证了实验结果的准确性。

摘要： 本发明公开一种高速含沙水流抗冲耐磨实验装置，包括水沙供给装置和冲刷试验装置；水沙供给装置包括水沙输入装置、蓄水池和安装在蓄水池内的浑水泵，水沙输入装置的出口端设置于蓄水池的顶部；冲刷试验装置包括实验筒，实验筒与蓄水池之间设置有输水管道和回水管道，输水管道的一端与浑水泵的输出端连通，输水管道的另一端与实验筒的顶部连通，回水管道的两端分别与实验筒的底部、蓄水池的底部连通；实验筒内安装有搅拌件和试件。本发明可在高速含沙水流下，对水利工程材料进行抗冲耐磨试验，研究不同材料的抗高速含沙水流性能，为研制新型材料和在不同的水利工程，尤其是大型水利工程中选用合适的抗冲耐磨材料提供参考。

摘要： 本发明提供了一种恒定流量含沙量水流供给系统及其使用方法，涉及水工模型试验技术领域，该系统包括分别通入水箱中的恒定供沙系统和恒定供流系统，恒定供沙系统的出口端设置有沙土分散装置，水箱中设置有水流搅动系统，水流搅动系统包括沿多个方向分布于水箱内壁的喷吹管以及与喷吹管连接的空气压缩机。解决了现有含沙水流水工模型试验中供给的水流流量和含沙量难以保持稳定的问题。

摘要： 本实用新型公开了一种防含沙水流冲击的天然气管道保护装置，包括底板和第一螺栓，所述底板的左右两侧内部螺纹连接有第一螺栓，所述底板的左右两侧上方安装有连接装置。该防含沙水流冲击的天然气管道保护装置，通过螺纹杆、第一挡杆、套筒和弧形凸板等结构之间的相互配合，可以通过第二螺栓和螺母将两个弧形凸板固定，通过套筒配合支板可以将弧形凸板的位置固定，从而使弧形凸板内部的天然气管道稳定性更高，通过矩形块、L形板、凹形板和第二弹簧等结构之间的相互配合，当矩形块进入到底板的凹槽内后，L形板通过第二弹簧的弹力性能可以将矩形块抵紧固定，从而将矩形块上方的竖杆和支板固定，进而通过支板便可以对弧形凸板进行支撑。

摘要： 基于强迫涡与自由涡组合作用的含沙水流沉沙器，包括泥沙与水流分离室、切向变截面入流组件和泥沙收集装置；泥沙与水流分离室包括空心柱体和倒圆锥状腔体，空心柱体内腔经横隔板分隔成上、下腔体，并在横隔板中穿设溢流管，溢流管底部入流端口位于下腔体内，顶端溢流口位于上腔体内；倒圆锥状腔体顶部与下腔体相连通，底部设置排沙口；下腔体侧壁上部设有切向变截面入流组件，切向变截面入流组件入流口沿下腔体的切向布置；上腔体的侧壁底部设有出流管组件；泥沙收集装置设置于泥沙与水流分离室的底部。本实用新型的有益效果：含沙水流在泥沙与水流分离室内形成向下的强迫涡与向上的自由涡，泥沙经强迫涡下沉于底部，清水经自由涡向上流出。

摘要： 本实用新型公开了含沙水流抗冲耐磨试验装置，包括蓄水箱，蓄水箱上设置有搅拌机构和加沙箱，蓄水箱侧壁上固定连通有输水管道的一端，输水管道另一端连通有试验机构，试验机构通过出水管道连通有第一回水槽，第一回水槽通过回水管道连通有第二回水槽，第二回水槽与蓄水箱对应设置，输水管道上安装有水泵、控制阀和加气装置，水泵位于蓄水箱和控制阀之间，加气装置位于控制阀和试验机构之间。本实用新型，结构简单，操作便捷，水流大小和含沙多少调节方便，测试件更换便捷，综合了磨蚀、空蚀及掺气等更接近工程实际的试验条件，填补了高速含沙水流水利工程材料抗冲耐磨试验装置的空白，提高了试验的精准度和效率。

摘要： 本实用新型提供了一种恒定流量含沙量水流供给系统，涉及水工模型试验技术领域，该系统包括分别通入水箱中的恒定供沙系统和恒定供流系统，恒定供沙系统的出口端设置有沙土分散装置，水箱中设置有水流搅动系统，水流搅动系统包括沿多个方向分布于水箱内壁的喷吹管以及与喷吹管连接的空气压缩机。解决了现有含沙水流水工模型试验中供给的水流流量和含沙量难以保持稳定的问题。