专利名称：掺气减蚀模型减压试验方法
技术领域：
本发明属于防止高流速泄水建筑物空蚀破坏的技术领域，涉及一种掺气减蚀模型减压试验方法。
背景技术：
随着坝工技术的提高和我国水利水电建设事业的快速发展，我国髙坝建设已从开始的近IOOm级发展至300m级阶段，泄洪流速相应从早期的20 30m/s发展至当今50m/ s以上，由此产生的高速水流问题日益突出，泄水建筑物发生严重空蚀破坏的可能性逐渐增大，严重威胁工程的安全运行，因而备受工程界及研究人员的关注。目前，对于高水头泄洪洞空蚀破坏的防护，仅采用保证壁面平整度及使用抗空蚀材料的方法己不能很好满足要求，实践证明，掺气减蚀是一种经济有效且技术可行的工程措施。目前工程中通常采用在泄水建筑物过流面上设置掺气槽/坎的方法进行掺气减蚀， 这些掺气设施按照所处的位置可以分为底部掺气和侧墙掺气两种，其作用是增加泄水建筑物底部和侧墙处的掺气浓度。由于高速水流问题的复杂性，掺气设施的减蚀效果目前还难以通过数学模型进行模拟，通常采用减压模型试验进行论证。传统减压试验理论认为，一般水流空化发生在严重的负压区，而常压试验，高负压容易产生虚拟负压的问题，所以模型试验中大气压强必须根据模型比尺进行降低。具体原则是，减压模型采用重力相似设计，在试验中保持模型与原型的空化数相等，即
(1)
式中，一水流空化数；
巧一大气压力；
P—计算断面处时均压力； 一汽化压力； 一断面平均流速；
S —重力加速度。则可得到减压箱内模型应控制的气压为
P'=^z3L + P<(2)
4 一模型比尺。减压模型试验过程中，随时根据减压箱内工作水温与所相应的汽化压力的变化由 (2)式得到减压箱内的气压值<。减压箱内的真空度为
权利要求
1.掺气减蚀模型减压试验方法，所述掺气减蚀模型减压试验的装置包括减压箱、真空泵和设有掺气设施的掺气减蚀模型，所述真空泵通过真空泵抽气管道与所述减压箱连接， 所述掺气减蚀模型位于所述减压箱内，所述掺气设施上接有通气管；其特征在于将所述掺气设施的通气管通至所述减压箱外部，从常压环境中进气，但掺气减蚀模型仍处于减压箱的真空环境中，所述减压箱的真空度为传统减压试验的理论值。
2.如权利要求1所述的掺气减蚀模型减压试验方法，其特征在于所述的掺气设施为底部掺气设施，其体型为挑坎、跌坎、掺气槽、差动坎或其中二者、三者的组合型掺气设施。
3.如权利要求1所述的掺气减蚀模型减压试验方法，其特征在于所述的掺气设施为侧墙掺气设施，其体型为挑坎、突扩或二者组合型掺气设施。
4.如权利要求1所述的掺气减蚀模型减压试验方法，其特征在于所述掺气设施为底部掺气与侧墙掺气组合型掺气设施。
全文摘要
本发明属于防止高流速泄水建筑物空蚀破坏的技术领域，涉及一种掺气减蚀模型减压试验方法，掺气减蚀模型减压试验的装置包括减压箱、真空泵和设有掺气设施的掺气减蚀模型，真空泵通过真空泵抽气管道与减压箱连接，掺气减蚀模型位于减压箱内，掺气设施上接有通气管；将掺气设施的通气管通至减压箱外部，从常压环境中进气，但掺气减蚀模型仍处于减压箱的真空环境中，减压箱的真空度为传统减压试验的理论值。本发明解决了减压试验模型和原型通气量不相似的问题，科学地反应原型工程的掺气减蚀效果，对于高流速泄水建筑物掺气减蚀措施的设计与优化具有重要的参考价值。
文档编号G01M10/00GK102435414SQ201110214269
公开日2012年5月2日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者严秀俊, 胡亚安, 胡皓, 薛淑, 阮仕平 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院