水工模型试验作业
水工模型试验一西安理工大学
《水工建筑物》课程实验指导书王飞虎江锋西安理工大学水电学院水工系二OO六年十月水工模型试验(一)班级姓名学号日期整体水工模型试验一、试验综述:当研究河道中水利枢纽工程的总体布置合理性,则按一定比例把所研究的河段和水利枢纽缩制成模型来进行研究,这种模型就叫做整体模型。
整体模型所研究的对象的水力特性通常与空间三个坐标有关,如显著弯曲的河渠、溢洪道水流问题,拱坝泄流问题及水利枢纽上下游水流衔接,流态等问题,常需制作成整体水工模型来进行研究。
影响枢纽布置的主要因素是坝址地形、地质情况及河道水文特征等,影响下游消能防冲的主要因素是泄水建筑物的体型布置和下游河道的地质,地貌等。
二、整体模型一般研究内容:1、泄水建筑物的泄流能力2、泄水建筑物的压力、流速、空化特性等3、下游河道岸边水面高程(水面线)4、消能工的消能效果5、泄水建筑物下游的折冲水流及水流扩散问题6、下游河道流速分布7、上下游水流流态、水流衔接。
8、下游河床及岸坡的冲刷等三、试验目的1、初步了解整体模型试验的基本理论及研究范围和内容。
2、初步掌握整体模型试验的基本方法及量测技术和技巧。
3、初步掌握试验资料整理、分析、评价及解决实际工程问题的能力4、结合具体试验、巩固和复习专业理论知识,增强动手和科研能力。
四、本试验要求和任务1、枢纽泄流能力2、下游岸边流速分布3、下游岸边水面线4、上下游水流流态5、要求整理分析试验成果,对工程布置作出评价,试提出改进措施。
6、写出试验报告。
五、工程概况洮河海甸峡水电站位于甘肃省临洮县,渭源县和康乐县三县交界的海甸峡进口处,电站总装机容量为25MW,水库设计洪水位为2002m,校核洪水位为2004.0m,总库容为2200万m3,最大坝高49m,坝顶高程为2005.0m,是一座以发电为主的III等中型水电站枢纽。
枢纽由溢流坝、泄冲闸和挡水坝、引水发电隧洞、电站厂房等建筑物组成,工程布置特性见表1。
溢流坝布置为2×10m的表孔,堰顶高程为1995m,溢流坝堰顶上游头部为双圆弧曲线,下游堰面为WES改型曲线,下游消能形式为底流消能,消力池长70m,宽23m,池深5.2m,底板高程为1971.8m,尾坎高程为1977m,消力池下游为砼四面体护坦,长45m,护坦高程为1977.0m。
某水电站整体水工模型试验
【摘要】根据工程建设需要,为全面认证工程总体布置和建筑物结构布置的合理性,对某水电站建筑物进行水工模型实验,分析原设计方案存在的问题,并通过优化模型的尺寸进一步实验确定最优方案。
【关键词】水工模型试验;优化;泄流能力;动水压力【中图分类号】TV131.6【文献标识码】A【文章编号】1674-0688(2018)11-0123-021工程概况某水电站工程属Ⅰ等工程,以发电为主要目的,枢纽主要建筑物有混凝土面板堆石坝、溢洪道、引水式电站厂房等。
根据本工程所属等别,其主要水工建筑物拦河坝、溢洪道及发电引水隧洞等为1级建筑物;发电厂房为引水式,属2级建筑物,其他次要建筑物为3级建筑物。
拦河坝、溢洪道及发电引水洞按1000年一遇洪水设计,可能最大洪水PMF校核;发电厂房按100年一遇洪水设计,500年一遇洪水校核。
消能防冲建筑物的洪水设计标准为100年一遇。
混凝土面堆石坝占据主河床,坝顶防浪墙顶高程为461.85m,坝顶高程为460.65m,最大坝高为93.65m,坝顶总长269.20m,坝顶宽度为9.0m。
上游坝坡坡比为1∶1.4,下游总平均坡比为1∶1.58;岸边溢洪道由引水渠、堰体段、泄槽段及消能段组成,溢流堰为开敞式WES-V型,堰顶高程为438.80m,设3个孔口,每孔净宽17m,由弧形工作闸门控制,闸墩厚度均为4.5m。
泄槽坡度分别为1∶500、1∶3.5,溢洪道中心线长466.0m,其最大下泄流量为8945m3/s,出口采用窄缝挑坎消能型式。
电站厂房布置在大坝下游右岸坡脚处,紧靠大坝坡角,为引水式岸边厂房。
2模型设计与模型制作模型按重力相似准则设计。
模型几何比尺Lr=80,为正态整体定床(局部动床)水工模型。
相应各水力要素比尺如下:流量比尺Qr=Lr5/2=57243.34;流速比尺Vr=Lr1/2=8.944;时间比尺Tr=Lr1/2=8.944;糙率比尺nr=Lr1/6=2.076。
模型截取原型范围为上游河段取0~400m,下游河段取135~1000m,上下游两岸地形上下游分别取至465m和415m高程。
水工(常规)模型试验规程
水工(常规)模型试验规程水工(常规)模型试验是水利水电工程建设的重要环节,通过模拟真实工程情况,在实验室或试验场地进行工程试验,为工程设计、施工提供参考依据。
水工(常规)模型试验规程是规范水工模型试验活动的标准和指导,确保试验结果准确可靠,并且保障试验过程中的安全。
一、试验前准备1.确定试验目的和要求:在制定试验计划前,需明确试验的目的和要求,确定试验的具体内容、试验参数、试验时间等关键因素。
2.选择试验场地和设备:选择合适的试验场地和设备,确保试验过程中设备运行正常、场地条件符合试验要求。
3.确定试验方案和流程:制定试验方案和流程,包括试验的具体步骤、数据采集方案、试验设备的设置、试验过程的控制等内容。
4.制定试验安全措施:确保试验过程中人员的安全,制定相应的安全措施,包括人员防护、设备维护、紧急处理等措施。
二、试验过程1.设备调试和校准:在试验开始前,对试验设备进行调试和校准,确保设备运行正常,数据采集准确可靠。
2.试验数据采集和记录:在试验过程中,及时采集试验数据并进行记录,确保数据的真实性和完整性。
3.试验参数设置和控制:根据试验方案,设置试验参数并进行控制,保证试验过程中的稳定性和可重复性。
4.实时监测和反馈:对试验现场进行实时监测和反馈,及时调整试验参数以确保试验的顺利进行。
5.试验结果分析和评价:对试验结果进行分析和评价,验证试验目的和要求是否达到,为工程设计和施工提供参考依据。
三、试验报告和总结1.编制试验报告:在试验结束后,编制试验报告,包括试验目的、试验方案、试验过程、试验结果、分析和评价等内容。
2.总结经验和教训:总结试验过程中的经验和教训,为今后的试验工作提供参考和改进。
3.提交审核和审批:将试验报告提交给相关主管部门进行审核和审批,确保试验结果的准确性和可信度。
四、安全管理和保障1.严格遵守试验规程:所有参与试验工作的人员必须严格遵守试验规程,不得擅自更改试验方案和操作程序。
[156~165-95]水工(专题)模型试验规程
一九九五年七月二十一日
前言
水工 专题 模型试验规程
系根据水利部
技术监督委员会 技监办
号文通知编制的
本规程主编单位 中国水利水电科学研究院
本规程参编单位 南京水利科学研究院 长江科学院
规程编制工作自 年 月召开分工协调会到 年 月完
成规程报批稿 约一年时间 在编写过程中 曾将规程和条文说
明征求意见稿发送有关规划设计 科研 院校等 个单位征求意
本规程应遵循 水工 常规 模型试验规程 和有关标准
相似准则
模型应满足几何相似 水流的运动相似和动力相似 遵循 佛劳德相似准则
模型与原型的水流空化数应相等 模型空化水流不能满足雷诺相似律 在满足水流流态相似 的前提下 仍能进行水流空化试验 但应考虑比尺影响
试验设备与量测仪器
泄水建筑物的整体模型水流空化试验一般在减压箱内进 行 绕流体及局部模型水流空化试验一般在循环水洞或高压箱内
高度大于
侧壁需有足
够面积的透明观察窗
工作段附近的环境噪声宜小于
循环水洞质量应符合下列要求
工作段前后应有良好的收缩曲线和扩散曲线 以保证工
作段内流速分布均匀 水流来流紊动度宜小于
洞身内壁必须经防锈处理 边壁表面平整光滑 其自身
初生空化数应小于试验体的初生空化数
洞身密封性要好 加压或减压之后维持恒定压力的时间
水流空化模型试验规程
总则
为统一水流空化模型的试验研究方法与技术要求 提高试 验研究成果的科学性 准确性和可靠性 特编制本试验规程
本规程适用于在减压箱 循环水洞 高压箱等专用试验设 备中进行各类过流面和绕流体水流空化模型试验
水流空化模型试验应根据试验任务要求编写试验研究大 纲 包括 工程 或课题发展 概况 试验研究目的和要求 工 程设计方案和必备资料 模型设计和试验研究方法 试验设备和 量测仪器 试验研究进度计划 预期成果目标及试验研究负责人 和参加人员等
水工模型试验报告
水工模型试验报告1水工模型试验的作用与分类1.1作用水流运动是一种非常复杂的自然现象,对各种作用力存在的情况和它们发展的规律,至今还没有得到很好的掌握。
设计水利工程时不是用数学分析的方法,就是应用经验公式。
这两种方法都有一定的局限性。
事实上,天然河道中水工建筑物的边界条件各不相同,而且非常复杂,须经过水工模型试验的分析研究,方可切合实际;还可以进一步提高理论,指导实践。
因此,可以说水工模型试验是流体力学理论和实际水利工程中间的媒介,起到非常重要的作用,一直受到水利工程界的重视。
1.2分类由于试验研究任务不同,采用不同类型的模型,以满足不同的需要。
当研究河道中水利枢纽的总体布置时,就需要将所研究的河段和水工建筑物,按一定的比例缩制成模型进行试验,这就叫整体模型。
至于二元问题,如确定溢流坝面的压力分布,水流情况和冲刷消能等,一般截取一段制成模型,安装在玻璃水槽中进行观测,称为断面模型。
还有一些水工建筑物两边对称,水流情况也对称,可以研究一边来代替整体,这时可以采用半整体模型。
进行一般试验时,只要将原体的三个尺寸按照同一比例缩制,这种模型叫作正态模型。
但有时因为受各种条件的限制,粗糙度或水流流态等与原体不相似时,就采用竖直和水平方向长度缩尺不同的模型,即为变态模型。
河工模型经常采用这种类型。
按照试验研究任务和性质分,有水工建筑物、河道、热扩散、排污口、溃坝、滑坡、泥石流、潮汐、泥沙以及波浪模型等。
2、水工模型试验理论2.1层流根据模型设计的相关原理,可以推导出以下公式:():边界上的压力差比几何相似比尺;时间:流量:流速:p l p t l p Q lp v ∆-∆∆∆===αααααααααα:132.2阻力平方区的紊流运动 ()几何相似比尺时间:流量:流速::215221l t l Q lv ααααααα=== 2.3重力作用为主的流体运动当流体的特性主要决定于重力作用,粘滞力的作用可忽略时该运动也就是在阻力平方区的紊流,这时阻力与速度的平方成比例,而雷诺数已超过一定界限,其变化没有影响。
水工结构模型实验指导书
水工结构模型实验指导书水工结构静力模型实验指导书2005年6月20日水工结构静力模型实验指导书一、课程性质和目的:(1)水工结构模型试验所谓水工结构模型试验就是将原型以某一比例关系缩小成模型,然后向该模型施加与原型相关的荷载,根据从模型上获得的信息如应变位移等,通过一定的相似关系推出原型建筑物在应力、变形强度等成果。
(2)进行水工结构模型试验的目的和意义水工建筑物因其受力特征、几何形状、边界条件等均较复杂,特别是修建在复杂地基上建筑物更为如此,尽管计算机技术和空间有限元等正迅速发展,但目前还不能用理论分析方法完美地解决建筑物的稳定和应力问题,因此模型试验作为一种研究手段更具有重要的意义,可归纳成如几个方面:1.通过对水工建筑物的模型试验研究可以验证理论设计,国内外大型和重要的水工建筑物的设计,都同时要求进行计算分析和试验分析,以期达到互相验证的目的。
2.通过对原型结构的模拟试验,预测水工建筑物完建后的运行情况以及抵御事故的能力。
3.由于物理模型是对实际结构性态的模拟,在模型上还有可能出现原先未知而又实际存在的某些现象,因此模型试验研究不仅仅是对数理分析方法的验证,而且是获得更丰富切合实际的资料的积极探索,所以进行水工结构模型试验目的也是更好地探索新理论、新材料、新技术、新工艺的一种手段。
(3)结构模型试验研究的主要内容:a. 大型水工建筑物的整体应力及变形问题。
b. 结构物之间的联合作用问题。
c. 地下结构的应力与稳定问题。
d. 大坝安全度及破坏机理问题。
e. 水工结构的动力特性问题。
f. 验证新理论、新方法、新材料、新工艺等。
(4)模型试验的分类方法①按建筑物的模拟范围和受力状态分类a. 整体结构模型试验:研究整体建筑物在空间力系作用下的强度或稳定问题。
b. 平面结构模型试验:研究结构单位长度断面在平面力系作用下的强度和稳定问题,如重力坝坝段平面结构模型试验就是研究重力坝在水荷载作用下的应力和变形。
水工建筑物实验模型
《水工建筑物》结构模型教学试验指导书李桂荣武汉大学水利水电学院混凝土重力坝断面结构模型试验1、目的要求学习应用模型试验的方法进行水工建筑物的结构分析;学习重力坝断面结构模型试验的方法;学习和掌握测试仪器的性能及使用方法。
2、试验内容大坝在设计情况下坝基面上的应力分布情况;大坝在设计情况下坝体的水平位移。
3、试验原理在水工建筑物中如拱坝、支墩坝、连拱坝等结构和边界都比较复杂的情况,数学模型不可能或者难以模拟的某些重要的物理现象,往往需要借助物理模型进行试验研究。
结构模型试验内容包括:应力、变形、稳定及承载能力等问题。
结构模型能够模拟建筑物及其地基的实际结构性态,可以同时考虑多种因素及复杂的边界条件,而且能给人以直观的结果,因此结构模型试验是结构分析的一种重要手段。
结构模型试验要解决的问题,是将原型水工建筑物上的力学现象缩小到模型上,从模型上模拟出与原型相似的力学现象中,量测应力、位移和安全度,再通过一定的相似关系推算到原型建筑物。
模型试验如果能正确地解决模拟问题,同时又采用了精确的量测方法,则其所得成果就可能较好反映原型的实际情况。
根据相似原理,按照结构模型试验相似指标设计出与原型相似的重力坝模型,从相似模型上,量测应变等,再通过一定的相似关系推算到原型建筑物。
4.原型基本资料:重力坝为混凝土实体重力坝,坝高为81米,坝顶宽12米,坝底宽60米,下游坝坡1:0.75。
坝体混凝土弹性模量E1=19200Mpa,坝基岩体弹性模量E2=19200Mpa,E3=9600Mpa,混凝土与基岩的泊松比均为μ1=μ2=0.2,坝体混凝土密度为24KN/M3,库水密度为10KN/M3,水库上游设计水位78米。
校核水位80米。
5、相似关系及相似常数的确定结构模型试验的目的是研究建筑物的应力和变形状态。
我们研究的主要对象是水利和土建工程中的混凝土建筑物及地基。
需要通过模型模拟的主要有荷载的类型及大小,建筑物的几何形状的尺寸和材料的物理力学性能。
水工结构模型试验
水工结构模型试验一、背景水工结构是指与水相关的结构工程,例如防洪工程、堤防、水闸、引水渠、涵洞等。
由于水工结构的特殊性质,其模型试验十分重要,模型试验能够帮助人们更好地了解水工结构的性能,并对其进行优化改进。
二、试验目的本次试验的目的是通过对水工结构模型进行试验,来了解其在不同条件下的性能表现。
具体试验目标如下:•了解不同流量下,水工结构的承载力和稳定性情况;•了解不同温度下,水工结构的承载力和稳定性情况;•了解不同角度下,水工结构的水流流向变化情况。
三、试验内容本次试验将通过搭建水工结构模型,模拟不同流量、温度和角度下的试验环境,具体试验内容如下:1.搭建水工结构模型首先,我们需要搭建水工结构模型。
模型需要具备较好的可重复性,以便在不同试验条件下进行多次试验并比对。
模型需要重点考虑的因素包括:材料的选取、模型的尺寸、模型的制作工艺等。
2.不同流量下的试验在完成水工结构模型搭建后,我们将根据不同流量的要求进行试验。
试验过程中,我们需要记录结构的承载力和稳定性情况,并在不同流量下进行试验结果的比对分析。
3.不同温度下的试验除了不同流量外,温度也是影响水工结构性能的一个重要因素。
因此,我们还将在不同温度下进行试验。
试验过程和流量试验类似,利用试验结果对结构的性能进行分析和比较。
4.不同角度下的试验为了更好地了解水流对于水工结构的影响,我们还将对不同角度下的试验进行研究。
在不同角度下进行试验,并记录水流流向变化情况,以此对结构的性能进行分析和比较。
四、试验结果试验结果将包括不同流量、温度和角度下的试验数据和分析报告。
通过分析试验结果,我们将得出,并对水工结构的改进提出建设性的意见和建议。
五、通过对水工结构模型试验的实施,我们能够充分了解水工结构的性能和特点,为其优化和改进提供了科学依据。
同时,试验过程中还需要注意安全和环保,确保试验过程的顺利进行。
以上是本次试验的预期目标和具体试验内容,希望我们能够顺利完成试验,并取得满意的试验结果。
水工模型试验一西安理工大学
《水工建筑物》课程实验指导书王飞虎江锋西安理工大学水电学院水工系二OO六年十月水工模型试验(一)班级姓名学号日期整体水工模型试验一、试验综述:当研究河道中水利枢纽工程的总体布置合理性,则按一定比例把所研究的河段和水利枢纽缩制成模型来进行研究,这种模型就叫做整体模型。
整体模型所研究的对象的水力特性通常与空间三个坐标有关,如显著弯曲的河渠、溢洪道水流问题,拱坝泄流问题及水利枢纽上下游水流衔接,流态等问题,常需制作成整体水工模型来进行研究。
影响枢纽布置的主要因素是坝址地形、地质情况及河道水文特征等,影响下游消能防冲的主要因素是泄水建筑物的体型布置和下游河道的地质,地貌等。
二、整体模型一般研究内容:1、泄水建筑物的泄流能力2、泄水建筑物的压力、流速、空化特性等3、下游河道岸边水面高程(水面线)4、消能工的消能效果5、泄水建筑物下游的折冲水流及水流扩散问题6、下游河道流速分布7、上下游水流流态、水流衔接。
8、下游河床及岸坡的冲刷等三、试验目的1、初步了解整体模型试验的基本理论及研究范围和内容。
2、初步掌握整体模型试验的基本方法及量测技术和技巧。
3、初步掌握试验资料整理、分析、评价及解决实际工程问题的能力4、结合具体试验、巩固和复习专业理论知识,增强动手和科研能力。
四、本试验要求和任务1、枢纽泄流能力2、下游岸边流速分布3、下游岸边水面线4、上下游水流流态5、要求整理分析试验成果,对工程布置作出评价,试提出改进措施。
6、写出试验报告。
五、工程概况洮河海甸峡水电站位于甘肃省临洮县,渭源县和康乐县三县交界的海甸峡进口处,电站总装机容量为25MW,水库设计洪水位为2002m,校核洪水位为2004.0m,总库容为2200万m3,最大坝高49m,坝顶高程为2005.0m,是一座以发电为主的III等中型水电站枢纽。
枢纽由溢流坝、泄冲闸和挡水坝、引水发电隧洞、电站厂房等建筑物组成,工程布置特性见表1。
溢流坝布置为2×10m的表孔,堰顶高程为1995m,溢流坝堰顶上游头部为双圆弧曲线,下游堰面为WES改型曲线,下游消能形式为底流消能,消力池长70m,宽23m,池深5.2m,底板高程为1971.8m,尾坎高程为1977m,消力池下游为砼四面体护坦,长45m,护坦高程为1977.0m。
水工模型试验规程
水工模型试验规程1. 引言水工模型试验是水利工程设计、施工和运行中必不可少的一项重要手段。
通过对实际水利工程的缩尺模型进行试验,可以获取有关水流、水声、土石体等方面的数据,为工程设计和施工提供科学依据。
本规程旨在规范水工模型试验的操作流程,确保试验结果准确可靠。
2. 试验目的水工模型试验的目的是验证和评价设计方案,优化结构形式,改进施工技术,并为工程运行提供必要的数据支持。
具体目标如下: - 验证设计方案的可行性和有效性; - 评价结构形式对流态特性和冲刷破坏等影响; - 确定施工过程中可能出现的问题,并提出解决方案; - 分析运行条件下可能出现的安全隐患,并制定相应措施。
3. 试验内容根据实际情况,确定需要开展的试验内容。
包括但不限于以下方面: - 水流特性:测量流速、流量、涡动等参数,分析流态变化; - 冲刷破坏:观察和记录冲刷深度、冲刷速率等指标,评估结构稳定性; - 压力分布:测量水压力分布,分析水力特性; - 水声特性:测量噪声、振动等参数,评估对环境的影响; - 土石体变形:观察和记录土石体变形情况,分析强度和稳定性。
4. 试验设备和工具根据试验内容确定所需的设备和工具,并确保其完好可靠。
常用设备和工具包括但不限于: - 流速计:用于测量水流速度; - 流量计:用于测量单位时间内通过的水量; - 压力传感器:用于测量水压力; - 摄像机:用于记录试验过程; - 数据采集系统:用于实时采集各种参数。
5. 试验样品制备根据试验设计要求,制备相应的模型样品。
样品制备应符合以下原则: - 材料选择合理,与实际工程材料相似; - 制备工艺准确可靠,确保模型的几何尺寸和物理特性符合设计要求; - 对于较大规模的样品,可以采用缩尺模型,并进行相应的缩放计算。
6. 试验方案设计根据试验目的和内容,制定详细的试验方案。
试验方案应包括以下内容: - 试验方法:包括直接观测法、间接观测法等; - 试验参数:包括流量、水压力、冲刷速率等; - 试验过程:包括试验前准备、数据采集、实时监测等; - 试验时间:根据实际情况确定试验持续时间。
(2011)水工建筑学模型实验指导书及报告
(2011)水工建筑学模型实验指导书及报告水工建筑学实验?指导书及报告(水工、强化班08级)班级:学号:姓名:河海大学水电学院2011年5月实验一水工结构静力模型实验一、实验目的水工结构(静力)模型实验着重对重力坝坝段平面结构模型进行实验,使学生初步了解水工结构模型的方法及分类、模型相似原理、模型设计的基本原则、模型材料、模型加荷方法以及试验量测技术及成果整理等。
锻炼和培养学生解决工程实际问题的能力。
二、实验的任务与要求1(对结构模型试验在水工建筑物设计、分析中的作用和地位有明确的认识。
2(初步掌握结构模型试验相似理论、模型设计、制作、量测、数据处理分析等基本方法。
3(通过对策略坝坝段平面结构模型试验动手实践,加深对模型试验的全过程的了解,初步具有设计水工结构模型试验的能力。
三、模型系统组成及实验步骤1(模型材料及尺寸模型由石膏制成,石膏弹性模量为2500MPa。
模型尺寸见下图所示。
重力坝模型示意图12(加荷系统a)自重(预压)荷载采用机械拉力式加荷系统;包括拉力杆、测力计、摇把盘等组成;b)水荷载采用千斤顶加荷系统:包括油泵(加压)、分油器、压力表、高压油管、千斤顶、垫块等组成。
3(量测系统量测系统包括应变片、导线、静态应变仪等组成。
4(实验步骤按照上述实验内容,其具体步骤见框图。
实验准备检查模型状态及测试仪器安装、调零预压加载初应变检测仪器调零实验加载(模拟自重和静水压力)荷载应变检测打印试验结束 -成果后处理2四(实验成果及计算分析1(简述什么是水工结构模型实验,地质力学模型试验有哪些特点,2(重力坝断面模型1重力坝断面模型如下图所示,模型用石膏制成,模型坝基面高程?0.00m,坝顶高程?0.65m,三角形顶点高程?0.65m,上游面坝坡为1:0.00,下游面坝坡为1:0.70,坝底宽3度0.455m,坝顶宽度0.07m,坝厚0.20m。
模型的坝体弹性模量,泊松EMPa,,2.510m比;模型的几何相似常数,弹性模量相似常数,坝基C,130~170C,7~13,,0.2lE 按弹性地基处理。
水工结构静力模型实验报告答案
水工结构静力模型实验报告答案
实验名称:水工结构静力模型实验
实验目的:通过建立水工结构的静力模型,掌握其受力特点和计算方法,了解水工结构在不同工况下的稳定性分析。
实验器材:计算机、CAD软件、有限元分析软件ANSYS、水工结构模型、荷载工具箱、数据采集设备等。
实验步骤:
1. 建立水工结构的三维几何模型,包括主体结构、支撑结构和连接件等。
2. 根据实际情况设置荷载工具箱中的荷载,包括自重荷载、活载荷载、风荷载等。
3. 使用CAD软件绘制荷载作用下的位移场图和应力场图。
4. 将荷载作用下的位移场图和应力场图导入到ANSYS软件中进行静力分析。
5. 进行静力分析后,根据结果判断水工结构的稳定性,并进行相应的调整和优化。
6. 根据实验结果,撰写实验报告,包括实验目的、方法、结果和结论等内容。
实验结果:通过建立水工结构的静力模型,我们得到了不同工况下的受力情况和变形情况。
在正常使用条件下,水工结构能够保持稳定运行,满足设计要求。
但在极端情况下,如地震或洪水等自然灾害,水工结构可能会发生破坏或失稳,需要采取相应的措施来提高其安全性。
实验结论:通过本次实验,我们深入了解了水工结构的受力特点和计算方法,掌握了其稳定性分析的基本原理。
同时,也认识到了水工结构在实际应用中的重要性和必要性,为今后的工作提供了有益的参考。
水工(专题)模型试验规程[SL156~165-95]条文说明
2中华人民共和国行业标准水工模型试验规程条文说明目次水流空化模型试验规程掺气减蚀模型试验规程水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程闸门水力模型试验规程热力模型试验规程航道水力模型试验规程船闸水力模型试验规程水电站有压引水系统模型试验规程施工导流模型试验规程施工截流模型试验规程溃坝模型试验规程滑坡涌浪模型试验规程水流空化模型试规程总则水流空化模型试验规程主要是针对在减压箱进局部模型高压箱或其他专用消能工水流空化特性试叶片和特种绕流体等的水流空化特性试验未涉及到与材料性能有关相似准则即说明各主要水力要素仍然符长度比尺流速比尺流量比尺时间比尺糙率比尺要求模即式中原型的大气压力原型水柱压力原型汽化压力模型应指明计算模型得出试验时减压箱为了寻求初生空化及探索空化变化的规律亦应考虑水质对水流空化的影试验设备与量测仪器必检定单位对设备的实际功能能否满足监测项目的测试要求检定周期一般为规格必须满足设备的技术要求具有经过国家或行业检定的合格量测仪器凡已成为商品出售的量测仪器均必单位自制或兄弟单位必须通过率定具有合格测量使用的一次仪表率定周期一般必须有经过国家或检定周期一般模型设计即使模型满足但当模型比尺选得过小因此在模型设计时尽可能应使其重点研究部位的水流流态满足雷诺数大于否则宜将重点研究部位置于循环水洞或高包括两层含意二是要求模型过流面材料糙率与原型相似过流面的糙率对高速水流边界层的发展和流态模型制作与安装总的来说减压模型试验的模型制作与安装与常但当模型置于减压与加压合一的设备中分别进行减压条件和加压条件试验时制作和安装方面试验内容与方法水中含气量随着变化但严格控制和测量应通过水使水流含气量达到最少再进行正水流空化试验如分但应以观测危害性较大采用超声波空穴对空化现象作出综资料整理与分析主要例如相应于工程设计和因为这种运行条件是否产以及其空化特征和演变情况应为报告编写重点是指在循环水洞或高压箱中进行局部模型试验情况一般在水洞或高压箱的模型水流多是二维因此对所提的水力参数同空化源对此应作出追踪性关于水流空化模型试验的缩尺影响尚无成熟的校正方原当工程泄水建筑物的水流只有在工程的水流空化数小于模型测得的初生空化数则必须探掺气减蚀模型试验规程总则掺气减蚀模型试验规程主要是针对高水头溢洪明流泄洪洞等明渠高速水流掺气减蚀设施选型的模本规程适用于常压和减压条件下的模型试验但当进行减压还应遵循的相似准则即表明各主要水力要素仍然符长度比尺流速比尺流量比尺时间比尺糙率比尺强调模型掺气坎处的水流速度大于主要是但对通气量提出具根据考虑校正缩尺影试验设备与量测仪器所提出的专用试验设备并出具检定结果证检定周期一般为规格必须满足设备的技术要求自制的测车等控制设备量测仪器凡已成为商品出售的量测仪器均必单位自制或兄弟单位具有合格证书或相应的测量使用的一次二次和数据采集系统的仪表检定周期一般模型设计外对泄水建筑物过流面掺气减蚀设施的水力学模型试验的经验均认为当按佛劳德相似准则设计应使模型的水流速度大于需考将包括掺气坎置于对掺气坎其目的是为了以满足本规程其理由同的条文说是将掺气坎选型进行常压与减压条件下的对比试验重点是探明掺气坎用以提高掺气坎模型制作与安装制作与安装应注意事项提出一些要求主要目的是为了提高试验测试数据的精度试验内容与方法对同一工有条件时宜选掺气坎射流空腔对工程生产试验任务为掺气坎的选型和作坎下游掺气保护长度的分析论证宜重点测量坎通气管内的风速倘测流速分布有困难时如只测断面中间点根据原型观测资料的整理分析其经验总结认为则应将实测流速值乘系数来估算圆资料整理与分析但采用掺气坎其防蚀效果是为人们所公认的致于规程所指的资料整理主要是作为掺气坎体型优化及通气顺畅而足量为单宽通气量的掺气坎当作为收集与等其他能较科学地式中坎上平均水深报告编写主要是应用模型实测资料阐明和论证掺气坎通气和掺气效果目的是达到掺气坎特别是当模型比尺未满足条要求时对模型通气量引伸到以便原型合理选择通气管面积型通气管的风速应小于见是指当掺气坎还宜对防蚀的辅助措施水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程总则必要性是作为统一本行业的水流压力脉动和结构物流激振动模型试验研究概括起来有以下内容和项目堆石坝溢流面板和过水围堰面板水流压水跃消力塘底板水流压力脉动特殊消能工边壁水流压力脉动拱坝泄洪消能与坝体流激振动引水管道振动特别是结构物流激振动的模拟试验还不能对所有结构物的有些以强迫振动为主的项目配合数学模本条规定为某些类型的流激振动分析提供动水荷载试验本条要求每项试验研究使试验研本条说明本规程与工常规模型试验规相似准则水流压力脉动模型试验水流运动相似和动力相似遵循佛劳德模型定律压力脉动要素统计特征量的相似比尺与模型比尺关系为流速脉动比尺紊动强度比尺时间比尺压力脉动幅值比尺脉动频率比尺相关函数比尺谱密度比尺对于水流压力脉动频率的模型相似律其一由流体力学的基本方程出发导得相似模型律并和重即压力脉动的欧拉数和斯特劳哈尔分别为式中由式和式得压力脉动振幅比尺压力脉动频率比尺其二由原型观测和不同比尺的模型试验得出的经验模型律压力脉动振幅比尺压力脉动频率比尺因此得出的值也不尽相同大致上述情况表明而频率相但目前大多仍按式的相似比尺换应同时满足水力条件相似水力条件相似模型应满足本规程第条文说明和有关规定结构动力相似几何条件相似应满足建筑物原型与模型的几何尺寸和相应的位置相似结构物受力产生的应变和变位的比尺为式中物理力学条件相似应满足原型与模型结构材料的力学参数在线弹性范围内各参数的比尺为式中泊桑系数比尺运动条件相似应满足原型与模型结构的运动状态和产生运结构运动的微分方程可表示为原型模型式中结构的加速度列阵结构的速度列阵结构的位移列阵作用在结构上的动水脉动荷载列阵时间在一般的三维弹性体条件下单元刚度矩阵可写成其中是与坐标无关的量纲为为弹性系数矩阵则式中边界条件相似应满足原型与模型边界约束条件和受力条件模型中结构物边界约束条件参见本规程第按本规程第条相似准则流激振动试验一般应包括结构的模态试验和结构的动力响应结构的模态试验一般分为结构在空气中和在水中湿后者的试验在模结构的动力响应试验与模型比尺式中试验设备与量测仪器或结合局部模型进行压力脉动试验也可以按需要建造新试验设即且适合试验应用方可科学化对于量测一次仪器仪表的率定二次仪器仪表及采集系统的检定其周期一般为模型设计应按本规程的第条相似准局水工建筑物流激振动模型试验应按本规程第来选择模型类型要求对结构物制模材料的如不满足相似比尺的要求则应重新选择比在截取模型范围时应论证结构物边界约束条件在水工建筑物流激振动模型试验中结构物制模材料对于原型在一些试其主要力学弹性模量可以满足相似但制模材料的泊桑比和阻尼比不能达到相似对于其他制模材料在符合相似条件下也主要是地基模拟范围有的试验研究以进行自振模态分析计算和比较以截取本条要求在布置测点时应按照试验研究任务的特点和要求模型制作与安装是模型制造和安装的依据绘图和校核者均应可以采用短导应注意制模材料的力学参数和整体结构的相似传感器直接与在模型制作与安装完毕后依照图纸和要求进行检查和校试验内容与方法本条为试验前应做好的试验准备工作和应遵循的试验方在安排试验组压力脉动和流激振动均为随机过程数据采集一般可取采样间隔时间样本容量每个测点宜多于段样本以确保每个在每组次试验中宜进同资料试验资料整理与分析本条规定了压力脉动和流激振动试验数据处理的方法即这三条规定了压力脉动或流激振动试验必其他试验资料可按有关规报告编写模型设计和制数据采集和处理分别为脉动压力模型试验报告和振动模型试验报告应重点阐述的内容应就其对工程的影响作出明确的结论和提有关报告编写的其他要求应遵循模型试闸门水力模型试验规程总则必要性是目的本规程适用于水工建筑物各类闸门和阀门的水力模型试验对于进水口和闸室段门槽等的水流空化试验的有关试验技术与要求按闸门流激振动模型试验的有关试验技术与要求按以使试验研究程序规本条主要说明本规程与相似准则即满足几何相水流运动相似和动力相似遵循佛劳德模型定律其主要参数的比尺与模型几何比尺关系为流速比尺流量比尺时间比尺力的比尺压强比尺功的比尺功率比尺闸门启闭力和通气量试验观测资料还不能按重力相似准则直接换算为原型值需采用试验与计算相结合来解决参见本规程第试验设备与量测仪器且需动态调控流量和对高水箱提出的四条要求这三条都是对试验量测仪表提出的要求即试验所使用仪器仪表均应有国家或行业技术监督部门颁发的合自行研制的仪表也均应经过相应技术监是使试验的对量测一次仪器仪表的率定二次仪器仪表及采集系统的检定其周期一般为模型设计按佛劳德模型定律应保证来流流态相似在截取模型范围时应包括闸室前后的有关建应根据试验任务要求和试但模型闸门宽不宜小于水头高模型比尺均应模拟闸门前来流流模型制造与安装是模型制造和安装的依为了避免制模和安装差错提出以保应根据试验任务的要求对于需观察水流流态部位为确保模型和试模型制造和安装完成后应依据设计图及要求进行校核和应遵循试验内容与方法包括试验用的量测仪表仪器要保持闸门启闭过程中库水位保持不变调节流量和平水栅来完成整个过程通气管风速量测如测管中心最大风速则应乘以系数闸门起闭缝隙应遵循资料整理与分析便于分析了解建筑物及布置下游以便得出门体总水压力的水平分量和垂绘制门井水位变化过程线一为闸门全开情况门井水位与库水位关系曲线二为在一定库水位下由于模型中的摩擦力很只供原型闸门的启闭力可采用试验与计算相结合的方法根据闸门启闭力计算公式式中和摩擦力当闸门为等速启闭或启闭加速度很小时总水压力的垂直分量在模型试验量测得和后再参照有关原型观测资料或经验取用如有亦可进行这样就可由式和式并绘制可用或用气水比并整理成与闸门不同开度的关系曲线模型一般是参照大量原型观测资料和系列试验研究提供的的关流量及内边壁压力分布并计算流量报告编写冷却水工程水力热力模型试验规程总则工业水的冷却按冷却机理一后者是各类冷却塔及喷水冷却其测试技术已另有规定本规程限于通过自由水面来本条强调在模型试验的规划设计中应编写试验研究大纲大纲内容大致与一般水工试验同唯对气象资料和环境水温属本本条说明本规程与的关冷却水模型试验与一般水工模型试验不同之处在于增加了温伴随相应如不考虑水体的温差效应与水气交面的热交换效应相似准则为欧拉数为压佛劳德数为重力与惯性力之比密度佛劳德数为浮力与惯性力之比傅里叶数贝克莱数为对流换热与分子传热之比上述相似条件包括了不少物理变量其比尺关系在各个相似条件中要求不尽在实践时必须根据试验的主要任务放弃或放松一些次要的可将模型大致分为两类一般是水库型或宜采用几何变态局部掺混与之相应的温度场宜采用几取水口包含在同一模型中受纳水域包括了排水的近区和远区热力上的因果因此模型的几何变态率要依据和权衡多方面因素来最终确冷却水模型的相似要求可参考表临界流量的含义为冷却水量超过此值后受纳水域的整体流态已不随流量包括水上地形和建筑物的几何相似风面热交换通量相似本条说明试验任务涉及其他有关问题时应补充由相应控制试验设备与量测仪器热力模注表中符号注脚指排水温度深流量的模型比尺为需要的最小模型水深模拟冷却水运动浮力效应的水体密度差是由水温差控制的水面散热系数也随气象条件而异热力相似模型试验的环境气象条根据目前仪表的测控水平提出允许偏差为最大不能超过潮汐发生及控制系统是用于控制模型开边界潮汐参数的专控制系统组成目前多采用计算机实时控管路等供回水设不包括含盐模型设计模型比尺的选定及最终依循的模型相似条件要根据试验研根据已有冷却水模型试验的实践经验将模型的分类及其相似要求列于表模型设计应综合考虑权衡参见如冷却水运动属平面流为节省试验费用水质要求的试验模型制作与安装试验内容与方法对非恒定流要实时除以上各条外试验内容和方法与水工模型试验要求相试验资料整理与分析对于相报告编写航道水力模型试验规程总则沙量少于要求各项试验任务都应编写试验大纲及大纲所包括的主要相似准则指出航道模型和船模所应遵循的相似准则和有关参以保证水流运动的相试验设备和量测仪器量测仪器单位自制或兄弟单模型设计航道宜采用整体正态模型原因一是整体正态模型能更正其二是应用自航船模的理论如模型比尺已定模型制作与安装船模如果是船试验内容与方法关于形试验分析结果表或作为形试验的典型代表较可采用航向改变性参数作为总操纵性相似参数它适用于有足够的航向稳回转性参数操纵过程都满足相似而且是安全的一般宜要求和符号和分别代表模型和原静水航速由船舶马力确定对岸航速舵角愈试验资料整理与分析此几条为航道水力模型试验应整理分析的主要资边界舵角过程线对岸航速过程线及漂角过程线报告编写性重点对船模航行中的航向改变性参数或回转性参数和航船闸水力模型试验规程总则必要性是目相似准则说明船闸水力模型试验应遵循佛劳德相似准则和要求各水力要素的比尺与模型几何比尺的关系为流速比尺流量比尺时间比尺糙率比尺力的比尺力矩比尺试验设备与量测仪器本条要求船闸模型试验应有相应的设备包括高水箱用于用于输水阀门空化试验宽玻璃水槽自行研量测仪器仪表的检定周期一般为本条要求船闸水力模型试验量测仪器的其他一般要求应按模型设计本条要求船闸水力模型试验应按本规程第工程规范及试验室条件合理选这三条是按一般试验指出不同试验宜采用的模型本条说明模型设计其他要求应按模型试模型制作与安装是对人字门动水阻力矩试验模型制作提出的特例要求这项工作需要电气和机械等多种专业人员的合作是为保证试验成果质量对模型安装精度和检查校安装及测量设备安装按试验内容与方法每测次重复三次试验资料整理与分析这四项内容概括了船闸闸室灌水的基本通常都绘制在同一张图上统称为闸室灌水水按水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程的前横向与后横向等三个方以论报告编写在很大程度上影此四条要求对船闸水力模型试验主要成果进行分对试验研究成果应有具体明确的水电站有压引水系统模型试验规程总则必要性是方法和依本条要求水电站有压引水系统模型试验必须编写试验大纲本条说明本规程与工模型试验规相似准则此两条为水电站有压引水系统模型试验应满足的试验设备与量测仪器此两条与对试验用的水箱提出的要求一般可采针一般采用可主要量测仪器均必须满足动态测量要求并采用同步测量记模型设计并采但由于引水管常常很长而洞径相采用正态模型有困难即引水管为保持调压井涌浪运动相似采用沃格特经模引水管长度比尺引水管管径比尺调压井高度比尺水流流速比尺水锤波速比尺发电流量比尺时间控制比尺涌波高度比尺水锤压力比尺模型制作与安装是用作调整闸门开度产生不同局部损失来补偿由于模型管长度模拟不够所引起的沿程制模材料根据过去经验制定的并不限制条文规定的精度要求是根据已有经验与保证试试验内容与方法试验方法可避免因温度和水质等环境因可通过同步记录下来的首尾端水锤压使为避免偶然误差规定每试验资料整理与分析报告编写这条是报告的重点应进行充分论证提出有说服力的结对方案比较若与数学模型相结合施工导流模型试验规程总则必要性是方法和依本规程适用于水利水电工程各类导流模型的水力试验研究概括有以下内容河床式导流一期围堰挡水期主河道导流二期围堰挡水期明渠导流或后期导流岸边式导流混围堰过水与隧洞结合的导流以使试验研究程序规本条主要说明本规程与的相似准则各水力要素的比尺与模型几何比尺的关系为流速比尺流量比尺时间比尺力的比尺压强比尺糙率比尺雷诺数应大于试验设备和量测仪器本条主要说明导流模型试验可根据具体要求在试验或施这三条都是对试验用的量测仪表提出的要求即试验所使用的仪器仪表均应有国家或行业技术监督部门颁发的合格证自行研制的仪表也均应经相应技是使试对于一次量测仪器仪表的率定二次仪器仪表和采集系统的检定其周期一般为模型设计并选择适这条主要是对截取模型范围提出了要求以保证坝区及导量测建筑物过流面上的压力水头增大时的泄洪模型制作与安装是模型制造和安装的为了避免制模和安装发生差错结构物线条和尺寸应清晰可根据具体条件选用其本条要求在制模时本条要求按试验研究的需要其他有关量测仪表安装要求按模型试验试验内容与方法这三条是根据不同模型类型应观测或量测的主要内容试验量应注意以下几点通常在调好水位和流量后进行量测对水位和流以确保资料的可靠性并作记录和说明资料整理与分析绘制不同导流工程布置方案的坝区及束窄河道的流速分布图及流态情况便于分析和比较导流工程总体布置及水流条件的绘制不同导流工程布置方案的水位比较和确定导流工程的规比较和选闸和坝下游消能冲刷及流速分布图便于分用以分析通航条此条是为分析利用导流洞兼作施工期间漂木的可能性及其报告编写这六条都是试验研究的主要成果要求资料准确可靠施工截流模型试验规程总则必要性是方法和依规定本规程的适用范围为水利水电工程河道平堵截流和立使试验研究程序规范本条主要说明本规程与相似准则各水力要素的比尺与模型几何比尺的关系为流速比尺流量比尺时间比尺力的比尺功率的比尺这三条是对抛投料抛投强度和进占方式的试验设备和量测仪器凡属市场购置且适合试验测方量测仪器仪二次和数据采集系统的检定周期一般为对截流模型及量测仪器的其他一般要求应按模型设计本条要求截流模型应按本规程第条相似准则进行设计并满足第本条提出应根据试验任务要求和试验室的条件综合考虑选当导流试验和截流试验在同一模型上进行时最终选择对人工预制的各种大型抛投料对堆筑体或戗堤所需的大一般这条要求按设计提供抛投料运输车辆载重情况及进占方式模型制作与安装应按。
华北水利水电大学水工模型实验报告
华北水利水电大学水工模型实验报告实验目的:通过在华北水利水电大学的水工模型实验中,探索水工模型的应用及其在水利水电工程中的作用。
实验装置及原理:我们使用了华北水利水电大学的水工模型设备,该设备模拟真实的水利水电工程环境,包括水流、水位、流速等参数。
实验中我们通过调节水流量、水位等因素来模拟不同的水利水电工程情况,并通过观测和测量来获取相关数据。
实验步骤:
1.准备工作:确保实验设备完好,检查水流系统、水位计等设备是否正常。
2.设置实验条件:调节水流量、水位等因素,确定实验所需的水工模型工况。
3.数据采集:使用流速计、水位计等工具进行实验过程中的数据采集,包括水流速度、水位高度等参数。
4.数据处理与分析:根据实验数据进行统计和分析,得出实验结果。
5.结论和讨论:根据实验结果进行结论和讨论,评估水工模型在水利水电工程中的应用价值。
实验结果与讨论:根据实验数据和分析结果,我们可以得出以下结论:
1.水工模型能够模拟水利水电工程中的不同工况,为工程设计和
优化提供参考依据。
2.通过水工模型实验,我们可以评估不同参数对水利水电工程的影响,为工程决策提供科学依据。
3.水工模型实验能够帮助预测水利水电工程的运行情况,对工程安全和可靠性具有重要意义。
结论:水工模型实验是水利水电工程领域中一种重要的实验手段,通过模拟真实环境,能够为工程设计、优化和决策提供科学依据,对保障工程安全和可靠性具有重要意义。
华北水利水电大学的水工模型设备为相关研究提供了重要支持。
某工程水工整体模型试验任务书
某工程水工断面模型和整体模型试验任务书(初步设计阶段)2010年9月5日项目名称:某工程水工断面模型和整体模型试验任务书批准:核定:审查:校核:编写:目录1 概述 (1)2 目的和任务 (1)2.1 拦河闸断面模型试验目的和任务 (1)2.2 水工整体模型试验目的和任务 (2)3 试验内容及要求 (2)3.1 试验要求 (2)3.2 拦河闸断面模型试验 (2)3.3 水工整体模型试验 (2)4 基本资料 (3)4.1 附图 (3)4.2 闸址水位~流量关系成果表 (3)4.3 15孔拦河闸泄流计算成果表 (4)4.4 消力池计算成果表 (5)4.5 水库特征水位及流量 (5)4.6 下游河床抗冲性能 (5)5 质量控制要求 (5)5.1 过程控制要求 (5)5.2 成果质量控制要求 (6)6 试验进度要求 (6)7 试验成果提交 (6)1 概述某工程是xx市供水水源项目之一,位于距某某区上游约1.2km的某某河下游出海河段,工程的开发任务为以供水为主,兼顾灌溉、发电和挡潮等综合利用。
工程由拦河闸、供水泵站、电站及输水管线等组成。
拦河闸正常蓄水位为 5.63m,总库容为1390万m3;供水泵站设计抽水流量为4.2m3/s,设计扬程27.56m,泵站装机4×560kW;电站装机475kW;输水管线全长2.86km。
本工程等别按供水对象重要性确定为Ⅱ等。
考虑到本工程拦河闸前后水位差较小,距海较近,失事后对下游造成的损失不大,因此主要水工建筑物级别按降低一级设计,即拦河闸、供水泵站、输水管道等主要建筑物按3级设计,设计洪水标准为30年一遇,校核洪水标准为100年一遇;电站装机475kW,属小(2)型电站,按5级建筑物设计,设计洪水标准为20年一遇,校核洪水标准为50年一遇。
拦河闸在原坝址处拆除滚水坝、船闸后新建。
拦河闸总长182.2m,共设15孔开敞式平底闸,闸孔净宽均为10m,闸孔总净宽150m,闸顶桥面高程13.3m,由闸室段及上、下游连接段组成。
水工(常规)模型试验规程
水工(常规)模型试验规程一、水工(常规)模型试验规程概述近几年来,随着水工(常规)模型试验规程建设不断增加,给水工(常规)模型试验规程的经济发展带来了前所未有的机遇,水工(常规)模型试验规程投资越显重要。
伴随着水工(常规)模型试验规程数量增加和扩大,水工(常规)模型试验规程中存在的问题也日显突出,严重影响了水工(常规)模型试验规程正确的投资和发展,水工(常规)模型试验规程是否正确,直接决定了水工(常规)模型试验规程的经济效益。
(一)水工(常规)模型试验规程基本概念水工(常规)模型试验规程是选择和决定水工(常规)模型试验规程投资行动方案的过程,是对拟建水工(常规)模型试验规程的必要性和可行性进行技术经济论证,对不同水工(常规)模型试验规程方案进行技术经济比较选择及做出判断和决定的过程。
水工(常规)模型试验规程必在充分占有信息和经验的基础上,根据现实条件,借助于科学的理论和方法,从若干备选投资方案中,选择一个满意合理的方案而进行的分析判断工作。
对一个水工(常规)模型试验规程的科学决策,除进行宏观投资环境分析和微观水工(常规)模型试验规程经济评价分析外,还要专门分析水工(常规)模型试验规程风险,运用系统分析原理,综合考虑每个方案的优劣,最后做出决定。
而且,水工(常规)模型试验规程决策,是服务服从于总体经营战略的要求,和水工(常规)模型试验规程的技术开发战略、产品开发战略、市场营销战略以及人力资源战略密切相关。
水工(常规)模型试验规程的质量影响因素较多,主要取决于决策信息、正确的决策原则、科学的决策程序和优秀的决策者素质。
选择水工(常规)模型试验规程的主要依据是水工(常规)模型试验规程的可行性研究报告。
水工(常规)模型试验规程的可行性研究不仅是水工(常规)模型试验规程本身的一个工作环节,也是做出正确水工(常规)模型试验规程、进行水工(常规)模型试验规程设计和筹措资金的重要依据。
可行性研究工作,就是对水工(常规)模型试验规程进行研究、分析、论证和评价,以确定水工(常规)模型试验规程是否符合技术先进、经济合理、实施可行要求的一系列活动,通过对水工(常规)模型试验规程收益和风险的测算分析,判断投资和资金回收的安全性。
水工结构模型试验作业参考
某预应力闸墩结构模型试验设计(模型比尺1:5)华北水利水电学院工程概况某抽水蓄能电站,位于辽宁省宽甸满族自治县境内,距丹东市约60km,该电站是我国东北拟建中的第一座大型抽水蓄能电站,总装机容量为1200MW,单机容量为300MW,共4台机组。
本工程为Ι等工程,工程规模为大⑴型。
枢纽中主要建筑物的级别均为Ι级。
电站建成后将在东北电网中担任调峰、填谷、调频和事故备用。
原型基本资料下水库大坝为混凝土重力坝,挡水坝段分普通坝段、门库坝段、导流底孔坝段。
坝轴线方位为NE39.07196º,坝顶高程为70.1m,坝顶全长为336m(包括泄洪排沙闸和单孔溢流坝),最大坝高34.1m.普通坝段顶宽9.5m,门库坝段坝顶宽度16.5m。
挡水坝的下游坝坡为1∶0.75。
泄洪排沙闸布置在主河床,中心线方位SE129.07196º,全长130m,坝顶宽度16.5m。
共设7孔,每孔净宽14m,闸墩厚4m,溢流前缘净宽为98m。
采用开敞式泄洪方式,堰面采用WES曲线,堰顶高程48m,堰上布置弧形工作闸门挡水,弧门前设一道检修平板门。
泄洪排沙闸下游为底流消力池消能,消力池全长65.34m,宽122m,底板高程38m,底板厚2m。
消力池尾坎顶高程43.8m。
消力池两侧设边墙,边墙顶高程59m,顶宽2m。
闸墩设计中采用的混凝土标号为C30,预应力锚块、颈部的混凝土标号为C40,初拟锚块尺寸为:锚块高5m,外伸长度1.8m,厚5.5m,即7.6×5.5×5 (长×宽×高)。
原型预应力闸墩的立面图见图1。
预应力锚束的布置见图1至图4。
某电站下库泄洪排沙闸平面布置图见图5。
图1 原型预应力中墩立面图(单位:cm)图2 原型预应力中墩剖面图A-A (单位:cm)图3 原型锚块剖面图B-B (单位:cm)图4 原型锚块剖面图C-C (单位:cm)图5 某电站下库泄洪排沙闸平面布置图根据上述原型资料设计1:5试验模型。
某水利水电工程水工模型试验报告
目录1. 概述 (1)1.1工程简况 (1)1.2试验资料 (1)1.3试验目的及研究内容 (2)2 模型试验设计和制作 (5)2.1模型试验主要依据 (5)2.2模型要求 (5)2.3模型量测仪器及设备 (6)3. 设计方案试验成果 (7)3.1泄流能力 (9)3.1.1 泄洪放空洞泄流能力 (9)3.1.2 溢洪道泄流能力 (11)3.2泄洪放空洞水力特性简述 (13)3.3溢洪道水力特性简述 (13)4. 优化方案I (14)4.1体形优化 (14)4.1.1 泄洪放空洞体形优化 (14)4.1.2 溢洪道体形优化 (21)4.2泄流能力 (24)4.2.1 泄洪放空洞泄流能力 (24)4.2.2 溢洪道泄流能力 (26)4.3泄洪放空洞洞身水力特性 (28)4.3.1 水流流态 (28)4.3.2 水深、流速及洞顶余幅 (29)4.3.3 压力及水流空化数 (32)4.3.4 掺气空腔特性 (37)4.4溢洪道沿程水力特性 (38)4.4.1 水流流态 (38)4.4.2 水深及流速 (39)4.4.3 压力及水流空化数 (48)4.5水舌特征及下游河道水力特性 (54)4.5.1 流态 (54)4.5.2 出口水舌特性 (56)4.5.3 下游岸边流速 (59)4.5.4 下游岸边水面线 (63)4.5.5 下游河道冲刷 (70)5. 初设阶段推荐方案 .................................................................. 错误!未定义书签。
5.1泄流能力............................................................................ 错误!未定义书签。
5.2泄洪放空洞洞身水力特性............................................... 错误!未定义书签。
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水工模型试验与数据处理
试验报告
学院(系): 专业:
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指导教师:
评阅教师:
完成日期:
大连理工大学
目录
实验一底流消能实验 (2)
(一)实验安排 (2)
(二)实验设备与仪器 (2)
(三)实验步骤与方法 (3)
(四)实验数据处理及结果分析 (4)
1、实验数据 (4)
2、理论计算 (5)
3、试验与计算的对比结果 (5)
实验二渗流水电模拟实验 (7)
(一)实验安排 (7)
(二)实验设备与仪器 (7)
(三)实验步骤与方法 (7)
(四)实验数据处理及结果分析 (8)
1、渗流计算 (8)
2、渗流速度的计算 (9)
3、渗流压力的计算: (9)
4、流网图 (10)
实验一底流消能实验
(一)实验安排
观察、描述底流消能现象,测量一个确定水位下的水跃长度、共轭水深、消能墙高度、消力池长度,并与计算值进行比较,计算消能率。
图1 试验原理图
(二)实验设备与仪器
a.实验水槽;
b.溢流坝模型;
c.消力坎(消能墙);
d.电磁流量计;
e.测针。
图2 试验设备图
(三)实验步骤与方法
1、记录相关常数
(1)测量实验水槽槽宽,槽宽为10cm;
(2)记录消力坎坎高 2cm ;
(3)测量槽底高程 35.52cm ,计算坎顶高程 37.52cm ;
(4)测量溢流堰顶高程 45.52cm ,计算溢流堰高 10cm ;
m/3。
(5)打开进水阀放入适量的流量,记录流量计读数7.18h
2、观察溢流坝下游的水面衔接形式
调节尾门,使下游水位抬高,使水流分别产生远驱式水跃、临界水跃、淹没式水跃,观察其现象。
3、放入消力坎(消能墙),调节形成临界水跃
将消力坎放入水流中,调整消力坎,使池内形成稍许淹没的水跃,同时调尾门使墙后与下游的水流衔接为临界水跃或淹没水跃。
4、测量水力要素
(1)上游水深 49.9335.5214.41H cm =-=; (2)收缩断面水深 37.7035.52 2.18c h cm =-=;
(3) 跃后水深 ''
42.1235.52 6.60c h cm =-=;
(4)消力坎上水头 41.8935.52 4.37H cm =-=坎; (5)下游水深 42.0235.52 6.50H cm =-=下; (6)水跃长度 35.7L cm =; (7)消力池池长 37.2B L cm = ; (8)压差计读数 22.421.41H cm ∆=-=. 5、比较与计算
测量水跃长度、共轭水深、消能墙高度、消力池长度,并与计算值进行比较,计算消能率。
6、试验完毕关闭进水阀,整理仪器并清扫场地。
(四)实验数据处理及结果分析
1、实验数据
平均流速 37.18
0.138436000.14410.1
Q m v s A =
==⨯⨯ 上游势能 22
00.13830.14410.1451229.81
v E P m g =+=+=⨯ 下游流速
3
0.980.434m
v s
===下
势能消耗 ()3
22
3
1122 6.60 2.18(''')(')('')() 1.5224'''4 2.18 6.60
j v v h h E h h m cm g g h h αα--∆=+-+===⨯⨯
消能率 2
110
1.5
(%)10.34%14.51
'2j j j E E K v E h g
α∆∆=
=
=
=+
2、理论计算
下游流速 7.180.30236000.0660.1
Q m v s A ===⨯⨯下下 单宽流量 27.180.0199436000.1
c Q m q s B =
==⨯ 由公式 2
02
2c c c
q E h g h ϕ=+ 代入数据迭代得出收缩断面水深0.013c h m = 跃后水深
''
0.0131)10.072522c c
h h m ⎫==⨯=⎪⎪⎭
消力坎上水头
223
3
100.0486H m ⎛⎫=== 自由水跃长度 ()()''6.9 6.90.07250.0130.4106j c c L h h m =-=⨯-= 消力池长 0.750.750.41060.3080B j L L m ==⨯= 势能消耗
()3
2
2
3
11220.07250.013(''')(')('')()0.0559 5.59224'''40.0130.0725
j v v h h E h h m m cm g g h h αα--∆=+-+==
==⨯⨯消能率 2
110
5.59
(%)38.53%14.51
'2j j j E E K v E h g
α∆∆=
=
=
=+
3、试验与计算的对比结果
经过计算与实际测量结果相比较,效能率误差较大,考虑其原因是消力坎的位置没有找到最佳,使得出现稍有淹没的水跃的时候的消力池长扔较长,以至于没有找出使得消力池长最短时候的稍有淹没是水跃,这也导致了测量过程中的消力池长度偏长;其他测量结果均与理论计算结果大致相符。
实验二渗流水电模拟实验
(一)实验安排
(1)加深理解渗流的水电比拟法实验原理;
(2)学会操作使用与渗流电模拟实验的有关仪器;(3)由流网求渗流速度、渗透流量、渗透压力。
(二)实验设备与仪器
(1)渗流模型盘(见下图);
(2)音频震荡器:提供低压电信号;
(3)晶体管毫伏表及探针:检测电场电压信号。
(三)实验步骤与方法
1.将模型不透水边界线绘制在方格纸上;
2.平放模型盘,注入约1厘米厚的电解液;
3.按线路下图连接导线;
4.经过检查后,接通振荡器和电子伏特表的电源;
5.约10分钟后,调电子伏特表的量程道所需的范围,并检查零点是否准确;
6.调节震荡器输出微调,使A,B 两端电压达到所需的值;
7.将上下游两端电压分成10等份,将测针沿正交流线方向左右移动寻找U/10位置,记录其坐标,将所有U/10电压的点连接起来,就得到一条等势线; 8.用同样的方法其他的等势线(见附图); 9.根据流网原理,已知等势线可以画出流线。
(四)实验数据处理及结果分析 1、渗流计算
1、渗流流量的计算
ψ∆=∆q ;ϕψ∆=∆;kH -=ϕ n
H
k H k kH q ⋅
=∆-=-∆=∆=∆)(ψ 整个渗流区的单宽总渗流量:H n
m
k q m q ⋅
=∆⋅= -5-434
5108.91 1.9810/()9
m m s =⨯⨯⨯=⨯⋅
2、渗流速度的计算
水力坡度为:S H
J ∆∆-
= 渗流流速为:S
n kH
kJ u ∆==
经测量流网得:
所以平均值75.4=∆S cm
-32
5109.38100.987/10 4.75
kH u kJ cm s n S -⨯⨯⨯====∆⨯ 3、渗流压力的计算: 查图得4243.610s m -=⨯
渗透压力443.6101000043.6p N -=⨯⨯=
水工模型试验与数据处理试验报告4、流网图
10。