zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Một số vấn đề thủy lực dòng chảy khi bố trí mố nhám gia cường trên dốc nước - áp dụng cho tràn xả lũ hồ chứa nước Kazam, tỉnh Lâm Đồng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu cũng giới hạn đề cập đến dòng chảy trên dốc nước, đặc biệt qua mố nhám gia cường. Dòng chảy và chế độ thủy lực dòng chảy qua ngưỡng và ở bể tiêu năng sẽ được đề cập ở nghiên cứu khác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Một số vấn đề thủy lực dòng chảy khi bố trí mố nhám gia cường trên dốc nước - áp dụng cho tràn xả lũ hồ chứa nước Kazam, tỉnh Lâm Đồng

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 MỘT SỐ VẤN ĐỀ THỦY LỰC DÒNG CHẢY KHI BỐ TRÍ MỐ NHÁM GIA CƯỜNG TRÊN DỐC NƯỚC - ÁP DỤNG CHO TRÀN XẢ LŨ HỒ CHỨA NƯỚC KAZAM, TỈNH LÂM ĐỒNG Nguyễn Phương Dung1, Phùn Duy Vinh1, Ngô Quang Hồng Sơn2 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: nguyenphuongdungn@tlu.edu.vn 2 Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia về Động lực học sông biển 1. ĐẶT VẤN ĐỀ dốc, hình thành mũi phun ngay trên dốc nước; (2) hình thành dòng chảy cuộn khí trên dốc; Đầu mối công trình thủy luôn được bố trí (3) các hiện tượng thủy lực bất lợi trên dốc [1]. tràn tháo lũ để đảm bảo an toàn cho hệ thống Mục đích nghiên cứu đặt ra ở đây tập trung và hạ du. Một số đầu mối do đặc trưng địa vào các vấn đề sau: (1) chỉ ra các hiện tượng hình, địa chất và việc bố trí tuyến nên có thủy lực bất lợi khi có bố trí kết cấu tiêu năng đường tràn tháo lũ rất dài hoặc rất dốc (như ở trên dốc nước; (2) đánh giá kết quả tính toán tràn Kazam là có cả 2 điều kiện này). Điều mô hình toán so với mô hình vật lý của tràn này dẫn đến dòng chảy trên dốc nước có lưu xả lũ ở đầu mối Kazam. Việc nghiên cứu trên tốc tăng nhanh, có thể đạt đến giá trị gây phá mô hình toán sử dụng phần mềm Flow 3D hủy bề mặt dốc nước. Trong một số trường theo tỷ lệ 1:20 của thí nghiệm mô hình vật lý hợp vì lưu tốc cuối dốc quá lớn nên cần bố trí đã tiến hành trước đó. Đồng thời, mô hình kết cấu tiêu năng phụ ngay trên dốc. Mố toán cũng được thực hiện cho dốc nước với nhám gia cường trên dốc nước là một trong các kết cấu tiêu năng được khuyến nghị sửa những giải pháp thiết kế hiệu quả được áp đổi. Các thông số mực nước, vận tốc, áp suất dụng nhiều cho các công trình có dòng xiết sẽ được tổng hợp và đối chứng, từ đó đưa ra nhằm tăng chiều sâu và giảm lưu tốc dòng các kiến nghị về giải pháp giúp công trình chảy. Nó thường được bố trí tại các vị trí có đảm bảo kỹ thuật, an toàn trong quá trình xây vận tốc dòng chảy lớn hơn vận tốc cho phép. dựng, khai thác sử dụng có hiệu quả. Nghiên Một số hiện tượng bất lợi xảy ra trên dốc cứu cũng giới hạn đề cập đến dòng chảy trên nước khi có kết cấu tiêu năng thường được đề dốc nước, đặc biệt qua mố nhám gia cường. cập đến như sóng trên dốc nước, hàm khí, khí Dòng chảy và chế độ thủy lực dòng chảy qua thực… [1]. Dù có một số hiện tượng bất lợi ngưỡng và ở bể tiêu năng sẽ được đề cập ở nhưng không thể phủ nhận hiệu quả giảm nghiên cứu khác. được trị số lưu tốc cuối dốc và giảm kích thước của công trình tiêu năng sau dốc. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Tuy nhiên việc bố trí kết cấu tiêu năng trên Nghiên cứu áp dụng phương pháp tính dốc nước thường được áp dụng khá thận trọng toán động lực học chất lỏng (CFD) sử dụng [1]. Việc hư hỏng kết cấu này sau một thời phần mềm Flow 3D Hydro. Cơ sở của việc gian vận hành xả lũ là không tránh khỏi. Bên giải quyết bài toán động lực học chất lỏng là cạnh đó quá trình tính toán thủy lực dốc nước tìm lời giải cho phương trình Navier-Stokes sẽ phức tạp hơn so với dốc không bố trí các bằng việc áp dụng phương pháp thể tích hữu kết cấu tiêu năng phụ. Ngoài ra, tác động của hạn, đồng thời thỏa mãn các điều kiện ban việc bố trí này còn thể hiện ở việc: (1) hình đầu và điều kiện tại biên. Phương trình thành dòng chảy vượt ra ngoài phạm vi mặt Navier-Stokes trong Flow3D là sự kết hợp 160
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 của hai phương trình bảo toàn khối lượng và Trường hợp tính toán: đánh giá kết quả mô động lượng ở không gian 3 chiều [3]: hình toán với lũ thiết kế qua tràn theo phương ui án chọn: Mố tiêu năng cách đều nhau và có 0 (1) xi kích thước khác nhau trên 2 đoạn dốc. ui u 1   2ui 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU  ui i    (2) t xi  xi xi xi Phía hạ lưu trên dốc nước: các hàng nhám trong đó: ui là thành phần vận tốc theo 3 trên dốc nước làm phân tán dòng chảy, cột phương x, y, z;  là áp suất;  là hệ số nhớt nước trên mặt cắt ngang khá đều và ổn định động học. (hình 2); đường mặt nước vồng cao hơn tại vị Áp dụng giải bằng phương pháp thể tích trí mố tiêu năng (hình 3). Độ dốc đường mặt hữu hạn, trạng thái gần đúng với số Reynolds nước tại đoạn dốc nước 7% là j = 10,9÷12,3%; cao, dòng chất lưu trên bề mặt có thể được đoạn cong chuyển tiếp là j = 17,7÷18,0% và chia thành khu vực ngoài của dòng không đoạn dốc 21% là j = 20,8÷21,3% (độ dốc nhớt, không bị ảnh hưởng bởi độ nhớt (phần thủy lực xấp xỉ với với độ dốc của dốc nước). lớn của dòng chảy) và gần với khu vực mà độ Tuy nhiên ở cả 2 trường hợp đều hình thành nhớt là quan trọng (các lớp biên) [3]. khu vực lưu tốc cao giữa các hàng mố nhám Trong bài viết có sử dụng kết quả thí (hình 2) với giá trị V= 4,944m/s. Trên mô nghiệm mô hình dốc nước có các mố nhám hình toán, dễ dàng quan sát thấy trường vận tiêu năng so le của tràn Kazam, tỷ lệ 1:20 [2]. tốc này. Tràn xả lũ bố trí ở vai trái đập, kết cấu tràn bằng bê tông cốt thép, trong đó: cao trình ngưỡng tràn piano +1063,50m; bề rộng ngưỡng tràn B = 15,0m; nối tiếp sau ngưỡng tràn là dốc nước, tổng chiều dài tràn L = 280,7m; bề rộng dốc nước B = 15,0m. Dốc nước gồm 2 độ dốc và đoạn chuyển tiếp cong: đoạn i = 7% bố trí mố có h = 0,2m hoặc h = 0,25m; đoạn chuyển tiếp độ dốc bố trí mố có h = 0,25m; và đoạn dốc i = 21% bố trí mố h = 0,25m. Những thông số này đã được mô phỏng ba chiều và đưa vào mô hình Hình 2. Kết quả vận tốc trên dốc nước toán, sử dụng phương pháp thể tích hữu hạn đã nêu (hình 1). Hàng mố 1 được bố trí trước Lưu tốc dòng chảy dọc theo tuyến công MC1, từ MC1 trở về sau là hàng mố 2. trình, trên dốc nước, dòng chảy va đập vào các mố nhám được bố trí so le trên dốc làm tiêu hao năng lượng và phân tán dòng chảy. Giá trị lưu tốc trên đoạn dốc 7%, bố trí hàng mố 1 có Vmax = 1,85 ÷ 2,9m/s, đoạn chuyển tiếp lưu tốc Vmax = 3,1 ÷ 3,6m/s, hàng mố 2 trên dốc 21% Hình 1. Mô hình 3 chiều tràn Kazam có giá lưu tốc Vmax = 3,8 ÷ 4,5m/s. Phần cuối Mô hình toán có kích thước tương tự mô dốc gần bể tiêu năng không có mố nhám lưu hình vật lý, thỏa mãn các yêu cầu về tương tự tốc đạt Vmax = 4,944 m/s. Reynolds. Số phần tử là trên 1,5 triệu. Điều Kết quả trên hình 3 cũng cho thấy việc kiện biên là cột nước khống chế trên tràn và hình thành những đệm khí ngay sau mố nhám lưu lượng tháo lớn nhất tính toán, tương ứng (dòng chảy không bám sát đáy). Kích thước là Q = 243,3m3/s. Điều kiện biên hạ lưu được của những đệm khí này tăng dần theo chiều khống chế chảy tự do. dòng chảy. Trên bề mặt, nước cũng có xu 161
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2024. ISBN: 978-604-82-8175-5 hướng dềnh lên tại vị trí có mố nhám (hình 3) Tính tương đồng kết quả thí nghiệm mô - lưu tốc cũng giảm ở những vị trí này. Nếu hình vật lý và kết quả mô hình toán đạt giá trị bố trí mố nhám không cách đều: giảm dần cao. Từ kết quả mô hình toán, có thể khai khoảng cách ở cuối dốc nước thì hiệu quả thác chuỗi kết quả về trường vận tốc và giảm tốc càng tăng. trường áp lực trên dốc nước có bố trí mố nhám tiêu năng. Theo đó, có thể phân bố lại mố nhám, kích thước mố nhám trên dốc nước tràn Kazam. 4. NHẬN XÉT VÀ TRAO ĐỔI Việc bố trí kích thước mố khác nhau tuy có thể giảm được các tác động bất lợi của Hình 3. Kết quả vận tốc trên dốc nước dòng chảy trên dốc, tuy nhiên nếu bố trí các Bảng 1. Giá trị lưu tốc tại một số cấu kiện nhiều kích cỡ trên dốc tháo nước thì khu vực trên dốc nước (m/s) không thực sự tiện lợi trong quá trình thi công mới hoặc thi công sửa chữa. Lưu lượng qua tràn Nếu áp dụng hình thức mố/dầm tiêu năng Lưu tốc trung bình Q = 243,3 (m3/s) (ZTL = 1065,43m) trên dốc trong sửa chữa công trình tháo lũ thì (m/s) tác giả thiên về việc bố trí các cấu kiện có MC 1 MC 2 MC 3 cùng kích thước nhưng khoảng cách không Mặt 2,57 2,68 2,82 đều trên toàn bộ chiều dài dốc nước. Việc Thí Ngiệm Đáy 2,5 2,27 2,55 tính toán khoảng cách giữa các mố/dầm cần Mặt 2,7 2,85 3 căn cứ vào các thông số như cột nước vận Mô hình Đáy 2,3 2,4 2,45 hành, lưu lượng đơn vị, chiều dài dốc, trạng Mặt 4,8% 8,1% 6,0% thái vận hành cửa van... Kích thước các So Sánh mố/dầm có thể tính toán với lưu lượng đơn vị Đáy 8,7% 5,4% 4,1% trong khoảng đã xét để không gây nên các hiện tượng thủy lực bất lợi. Trong tính toán chiều cao tường bên dốc ở đây, không chỉ đơn thuần cộng thêm độ cao hàm khí của dòng chảy mà cần tính toán đến khả năng dòng chảy tách khỏi bản đáy khi Hình 4. Áp suất trên dốc nước lưu lượng đơn vị quá lớn, lưu tốc khá cao. Giá trị áp suất trên dốc nước có hiện tượng Trong phạm vi tính toán của nghiên cứu, giảm trên đoạn dốc 7% đến đầu đoạn chuyển tác giả chưa đề cập tới các răng/mố tiêu năng tiếp, sau đó lại tăng lên do thay đổi độ dốc trong bể cuối công trình tháo. Hiệu quả khi lưu tốc dòng chảy tăng. Trên đoạn dốc 21% kết hợp sử dụng cả mố/dầm tiêu năng trên phần không có mố nhám áp suất  3,4 (kPa) dốc và các răng/mố trong bể sẽ được tiếp tục cộng thêm với lưu tốc lớn có thể gây xâm nghiên cứu thêm. thực bề mặt. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bảng 2. Giá trị áp suất trên dốc nước (kPa) [1] Nguyễn Chiến, Tính toán thủy lực công Vị Đầu Cuối Đầu đoạn Cuối đoạn Đầu trình tháo nước, NXB Xây dựng, 2015. dốc dốc chuyển chuyển dốc [2] Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về trí 7% 7% tiếp tiếp 21% động lực học sông biển, Báo cáo thí nghiệm Áp suất mô hình thủy lực, 2022. 1,9 1,6 1,2 1,4 2,1 (kPa) [3] Flow3D Hydro Manual. 162

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2438 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.