调流板对沉沙池水流的调节机理
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水利水电工程中, 利用沉沙池对含沙水流进行泥沙处理是一条行之有效的措施, 且应用十分广泛。水流进入沉沙池后, 过水断面增大, 水深加大, 水流流速减小, 水流挟沙能力降低, 从而将泥沙沉降在沉沙池内。
为提高泥沙的沉降效率, 就应使沉沙池内的水流流场分布有利于泥沙的沉降。目前主要是在沉沙池饮水渠与工作段之间设置过渡段对水流进行调节, 使沉沙池内水流流场分布均匀。理论上讲, 过渡段越长, 进入工作段的水流流场分布越均匀, 但在沉沙池长度一定的条件下, 增加过渡段的长度将会相应减小工作段的长度, 缩短了泥沙在池内停留时间,这样反而达不到提高泥沙沉降率的目的。
传统沉沙池中, 经过渡段调节后进入工作段的水流紊动仍比较剧烈, 流场分布不均匀, 为改善入池水流条件, 对传统沉沙池进行了改进, 在沉沙池首部加设调流板来对入池水流进行调节, 调流板对水流调节平面示意图如图所示。从设计原理上分析, 调流板的作用是消能和对水流流场进行调节。经过渡段调节后进入工作段的水流紊动仍比较剧烈, 具有较大的动能, 调流板将对这种具有较大动能和紊动强度的水流产生拦截作用, 减缓其运动趋势, 迫使其动能和紊动强度都有所降低, 并对水流流场进行调节, 使调节后的流场分布更利于泥沙的沉降。在沉沙池工作段首部设置调流板后, 来流主流将直接顶冲在调流板上, 调流板将迫使其主流向两侧横向扩散, 甚至向底部扩散, 使水流得到较充分扩散。当主流顶冲调流板时, 主流流速符合明渠水流底部流速小、上部流速大的特点, 为使调流板能对来流的这种流速分布进行调节, 经过水力学分析, 认识到可在调流板上布设不同孔径的孔洞作为出水口, 来调节水流沿横向和垂向的分布, 使调节后的水流流场分布更利于泥沙的沉降
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