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双向钢闸门反向挡水启门力CFD分析与减载对策

2021-09-24孙涛仇宝云黄先北周晨露倪春于贤磊荐威雍成林

排灌机械工程学报 2021年9期

孙涛,仇宝云,黄先北,周晨露,倪春,于贤磊,荐威,雍成林

(1. 南水北调东线江苏水源有限责任公司,江苏 南京 210000; 2. 扬州大学电气与能源动力工程学院,江苏 扬州 225127)

垂直提升式平面钢闸门由于结构简单、维护方便,在水利工程中得到了广泛的应用[1].由于水闸上下游水位以及调水需求的变化,不少闸门在使用中存在正向挡水与反向挡水2种情况[2-3].闸门反向挡水时面板贴近下游,而梁系结构则贴近上游,与正向挡水相比,闸门泄水时受力复杂.江苏省某闸站枢纽节制闸在反向挡水时,出现了实测启门力超过液压启闭机系统设计值50%左右,严重时不能启门,经多次现场检查和验算,排除了启闭机的设计、选择与工作问题,因此,闸门反向挡水时启门力大幅增大,从而给启闭机系统的安全可靠运行带来极大的隐患.

关于启门力的降低方法,一些学者从启闭机布置[4]与闸门升降技术[5-6]两方面进行分析并提出了相应的方案.然而,这些方案往往适用于新建闸门,而对于已建成的闸门并不适用.因此,需从闸孔过流流动本身出发,探寻更经济实用的改进方法.

还有学者从不同方面给出了启门力中下吸力、行走支承的摩擦力和止水摩擦力的计算方法[7-10].刘鹏等[6]探讨了流激振动对启门力的影响,提出了作用于闸门面板上的激振力计算公式;高仕赵[7]研究了泥沙淤积对启门力的影响;KOSTECKI等[9]阐述了闸门下降过程中非稳定流动引起的水动力特性.值得注意的……

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