1 試驗模型及工況

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1 試驗模型及工況

圖2 摻氣坎布置示意圖

1. 2 測點布置及試驗工況

試驗從摻氣坎末端開始每隔5 cm設置一個測量斷面，沿程設置0～26號斷面共計27個測量斷面，每個測量斷面由水底到水表布置3個測點，相對水深y/ h（h為測點斷面水深，y為測點垂直于底板的距離，y軸與泄槽底板垂直，摻氣坎后水舌下緣處或泄槽底板處y＝0）分別為0. 1（近底水深）、0. 5（中間水深）和0. 9（近表水深）；同時在每個斷面上設置3個橫向測點，從泄槽左岸至右岸x/ b（b為泄槽的寬度，x為斷面上測點的位置）分別為0. 1、0. 5 和0. 9，共計27×3×3＝243個摻氣濃度測點。

為研究不同摻氣坎組合下的摻氣濃度分布規律，設置9組摻氣坎組合，并設置5級下泄流量，分別為30 L/ s、35 L/ s、40 L/ s、45 L/ s和50 L/ s，共計9× 5＝45種工況。在每種工況下測量水流的摻氣濃度等水力參數值。

2 試驗結果及分析

2. 1 泄槽底摻氣保護長度分析

根據前人的研究成果，取近壁摻氣濃度5%為摻氣保護的臨界值，即把從底摻氣坎末端到近壁水流中摻氣濃度剛好減小到該臨界值時之間的泄槽長度定義為摻氣保護長度Lb，并通過對試驗數據進行關聯性分析來探究各個工況下摻氣保護長度的變化規律。在研究底摻氣保護長度時，采用單一因素變量法，在各級流量下，沿泄槽中軸線測量不同摻氣坎組合時各斷面相對水深為0. 1時的摻氣濃度，從而得到不同的摻氣坎組合下底摻氣保護長度隨流量的變化規律，如圖3所示。

圖3 不同底坎坎比時底摻氣保護長度隨流量變化規律

由圖3可知，對各種不同的底坎坎比m和側坎坎比n，底摻氣保護長度隨著流量增大而增大。……