SL 160-1995（条文说明） 冷却水工程水力 热力模型试验规程.pdf

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1、中华人民共和国行业标准水工(专题)模型试验规程SL 156 165-95 条文说明日次水流空化模型试验规程SL156-95掺气减蚀模型试验规程SL157-95. . 70 水工建筑物水流压力脉动和流激振动模型试验规程SL158-95. 74 闸门水力模型试验规程SL159-95. 83 冷却水工程水力、热力模型试验规程SL160-95. 88 航道水力模型试验规程SL161.1-95 . 97 船闸水力模型试验规程SL161.2-95 . 100 水电站有压引水系统模型试验规程SL162-95. 103 施工导流模型试验规程SL163.1-95. 106 施工截流模型试验规程SL163.2-9

2、5. 110 溃坝模型试验规程SL164-95. 114 滑坡涌浪模型试验规程SL165-95. 118 65 冷却水工程水力、热力模型试验规程SL160-951总则1. 0.1 本条为编制本规程的目的。1. O. 2 本条为本规程的适用范围。工业水的冷却按冷却机理，一般可分为水面冷却、水滴和水膜冷却两类。后者是各类冷却塔及喷水冷却，其测试技术已另有规定，本规程限于通过自由水面来冷却的各种冷却水工程物理模拟。1. O. 3 本条强调在模型试验的规划设计中应编写试验研究大纲，大纲内容大致与一般水工试验同，唯对气象资料和环境水温属本规程特殊要求，气象资料包括历年统计值与特征值。1. O. 4 本条

3、说明本规程与水工(常规)模型试验规程的关系。冷却水模型试验与一般水工模型试验不同之处在于增加了温度变量，一般要求具有规定温聋的水体作为试验介质，伴随相应的相似准则。如不考虑水体的温差效应与水气交面的热交换效应，水力、热力模型试验与一般水工模型试验同。2 相似准则2.0.1 4:条为冷却水模型相似性的基本要求。2.0.2, 2.0.3 为2.O. 1条中的动力、热力相似条件。欧拉数为压力与惯性力之比;佛劳德数为重力与惯性力之比F密度佛劳德数为浮力与惯性力之比;雷诺数为粘滞力与惯性力之tt;傅里叶数为流动时间与导热时间之比;贝克莱数为对流换热与分子传热之比;(2. O. 2-2)式为水面散热通量与

4、对流换热之比。上述相似条88 件包括了不少物理变量，其比尺关系在各个相似条件中要求不尽相同，在实践时必须根据试验的主要任务放弃或放松一些次要的相似条件来迁就主要相似条件的满足，根据试验重点要求，可将模型大致分为两类:(1)试验重点是整个受纳水域的散热能力，一般是水库型或上游来水量不大的河道型或海域型冷却水模型，宜采用几何变态模型;(2)试验重点是排水口地区的出流流态、局部掺?昆与之相应的温度场，一般是研究排水口工程布置的冷却水模型，宜采用几何正态模型。但实际情况往往是排水、取水口包含在同一模型中，受纳水域包括了排水的近区和远区，而且两者有着水力、热力上的因果影响，因此模型的几何变态率要依据和权

5、衡多方面因素来最终确定。综上所述，冷却水模型的相似要求可参考表2.0.2 0 2.0.5 本条是对模型中水流整体素动相似的视同条件。临界流量的含义为冷却水量超过此值后，受纳水域的整体流态已不随流量增大而明显改变。2.0.6 本条是试验任务涉及风效应时的补充相似条件。包括:(1)水上地形和建筑物的几何相似;(2)气流雷诺数进入自模区;(3)风面热交换通量相似p(4)风作用于水面后水域流速场相似;(5)风吹效应对水面坡降及沿程能量变化相似。2.0.7 本条说明试验任务涉及其他有关问题时应补充由相应控制方程导出的相似条件。3 试验设备与量测仪器3.0.1 为了避免露天的不稳定气象因素影响模型的水力、

6、热力模拟而强调要在室内进行试验。89 忆。表2.O. 2 两类模型的设计要求项目第类模型第E 类模型几何相似Xr=yr=lr(手Zr)或Zr=lrhmhmin z .,. .l .,. QmQ旷hmhmin 雷诺相似叫川岛或民(于):/322斗的Rei.Re 模型类别1 A 1 B 1 c 1 A 1 B 1 c 1 D 使Qr=Krn使z.，.;:l.，.放弃Zr=lr要求放弃Qr=Krl;要求特点使(坐).=1 使(坐).=1 放弃(组)_=1 z .,. =lr zr=lr Zr,._,lr Zr._lr P 1, p Ir P 1 r (纽).=1放弃(坐).=1 (纽)_=1 放弃(

7、坐)_=1 K r=l 放弃Kr=l放弃Kr=lP P 1 r p P 1 r Zr t;l3 K/3W3 (纽)一KF/3r r lf/3 lr lr Zr Zr 模(F)r=l V r W3 KV3U/3 K;:-叫苦):/30/I2 (苦):/211/2z/2 (于): 型(Fr)r=l (坐)川(坐)li2 相tr=lr/V r tr W3 K;:-1/3 W3 K;:-I/3( I) W3 1)12 l)I2 Z1/2Ir (约1/251/2J似P 1 r P / r or P 1, ，.=三L(于):/2lf(坐(2/2准lr Qr l Krl Krn lr Z;!2 则P /,

8、,. 1;:-1/3 K;/3 l;:-1/3 (纽)1/3 KF/3PT lrl/3 1 1 Zr ll Z.,. 1;-1 T-T)r (T1-T)r (T1T)r 注表中符号注脚r、户、m代表模型比尺、原体、模型T1指排水温度;指阻力系数;lr、Zr、Vntr、Qr相应指平面长度、深度、流速、时间、流量的模型比尺。hmm为需要的最小模型水深。模拟冷却水运动浮力效应的水体密度差是由水温差控制的，水的密度与水温是非线性关系，水面散热系数也随气象条件而异，因此要保持冷却水运动的水力、热力相似模型试验的环境气象条件宜与原体接近。3.0.2 模型恒温加热系统是用于控制排水温度的边界条件，根据目前仪

9、表的测控水平提出允许偏差为士Q.lC，最大不能超过士Q.2C。3.0.3 潮沙发生及控制系统是用于控制模型开边界潮沙参数的专用设备，由量测系统、控制系统组成，目前多采用计算机实时控制来实现。3.0.4 其他试验设备包括水泵、闸阀、平水塔、管路等供回水设备与一般水工模型试验同。3.0.5 这条强调试验用仪器仪表的质量保证和技术指标要求。3.0.6 本条所列仪器仪表为冷却水试验常用仪器，不包括含盐度、含沙量等专用仪器。3.0.7 其他量测仪器如压力、水位、流量等与水工模型试验同。4 模型设计4.0.1 模型比尺的选定及最终依循的模型相似条件要根据试验研究的重点内容及试验客观条件而定，具有一定的自由

10、度。限据已有冷却水模型试验的实践经验，将模型的分类及其相似要求列于表4.Q. 1。4.0.2 本条所列各种条件为模型设计中的约束条件，模型设计应综合考虑权衡4.Q. 1条及本条的各种因素。4.0.3 本条为模型的正态、变态及变态率的选择原则，参见2. Q. 2条说明。4.0.4 如冷却水运动属平面流(一般为无分层现象的浅水水域)需观测温度场，为节省试验费用，有时也可采用气流模型。4.0.5 无热力、水质要求的试验，模型与般/)Q., 排水口局部出水 hmhmin句5cm情况与正态情况 Zr句K$/3W3接近 nr=UI2/Z12 .lr/Zr=1-2 (Ll/P)r=l (F,),=l 模型水

11、域范围尽 RemRerr 最大些 hmhmin句5cm n，.=lV6(或/V2/Z/3 ，如同小变态). c. 模型分类编号C D 模型性质微型变态水力热力模型几何正态水力模型模型研究重点对象内容试验客观条件同A(1)(2)(4)(5)模拟水域范围较大而试验场地有限精度要求不高，试验周期短(1)直流取水情况下，排水口布试验室供水能力置及其优化较大(2)水域水深较浅，不出现温差有供应模型底沙分层现象情况下，排取水口条件整体流态及方案布置(3)直流取水情况下，取水口布置及其优化(4)取水口进抄预报及防沙措施续表4.0.1模型相似要求模型特点必须满足的条件争取满足的条件(1)占地小，费用少 (F)

12、r=1 (plp)r=1 短期出初步结 QmQ，AQr放宽) nr= l/2/ZV3 论 hm hmin ( hmin放在可能范围内(2)规划性试验满宽)IrlZr小些足当时当地任务要求，亦是进一步试验研究的预备工作(3)用于选厂阶段初步可行性研究阶段(4)Ir!Zr较大不考虑水面散热同一般水工模型相模型水域范围包或水体分层似要求括取水口即一般水工模型 Fr=1 底沙平均直径比或一般定床河工 RemRecr d r=Zr(p);-l 模型(正态) hmhmin p=p曾一P水 nr=U/6 飞。 模型分类编号E F G 模型性质几何变态水力热力盐水模型几何变态全潮水力热力模型几何变态全潮水力热

13、力盐水模型模型研究重点对象内容试验客观条件有盐水入侵或淡水注入海水试验有一定场地水域情况下，同A(1)(Z)(3)有盐水循环、量(4)(5) 测系统(1)潮水运动情况下，给定排取有足够试验室长水口工程的取水超温随潮度流变化(2)整体方案比较(3)水环境的随潮变化同F(1)(2) (3)考虑下游盐水同F倒灌的影响试验室有盐水循环及量测系统续表4.O. 1 模型相似要求模型特点必须满足的条件争取满足的条件同时要考虑温度- F,=l -z，每K/3r;/3分层，水气交面散- (t.p/ p)严1-l,/z,Q, hmhmn 热水上溯范围在同A，lrlz，较A可允有小变态或正模型范围之内大些态模型的配

14、合l，/z，较大同F同A，加-l,/z,5-7 条件比较复杂- (Llp/ p),= 1 有小变态或正- (Llp/p),=l 态模型的配合5 模型制作与安装5.0.1 模型的制作、安装应按图进行以利f验收。5. O. 2 为避免模型发生错误，对模型成品的检验要求。5.0.3 模型本身及一般量测仪器的安装与水工模型同，无特殊之处。6 试验内容与方法6. O. 1 (1 ) (4)预备试验的目的、要求和方法。6. 0.1 (5)对模型试验用的水质要求。6. 0.1 (6)主要指电测仪器、设备的调试，如现场电压指标，电磁波干扰等影响的排除，确保仪器设备的安全、稳定运行。6. O. 1 (7)第类模

15、型条文说明2.O. 2 (1)J的水力、热力参数随水体蓄热而渐趋稳定，试验要监测模型中特定点的温度，待其趋于稳定后认为模型水力、热力参数已达稳定。6.0.2 为试验要求量测的一般水力、热力参数，对非恒定流要实时测读和记录(含试验室的大气参数。6.0.3 除以上各条外，试验内容和方法与水工模型试验要求相同。7 试验资料整理与分析7.0.1、7.0.2根据以往进行的常规冷却水模型试验要求编写的，不包括涉及风效应、水质、泥沙等试验的资料整理及分析。对于相似条件的松弛和模型变态所引起的资料精度等影响要有分析。7.0.3 见水工(常规)模型试验规程条文说明。95 8 报告编写8.0.1 本条根据以往冷却水模型试验报告的内容要求编写。8.0.2 有关报告编写的其他要求，应遵循水工(常规模型试验规程的规定。96 的mlB【ig.J cn 书号I158012422 定价，7巳13.00