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SL 157-2010 掺气减蚀模型试验规程.pdf简介：

SL 157-2010 掺气减蚀模型试验规程.pdf部分内容预览：

准发布水利行业标准的公

中华人民共和国水利部批准《水流空化模型试验规程》 （SL156一2010）等4项标准为水利行业标准，现予以公布

二〇一〇年十月十一日

二〇一〇年十月十一日

根据水利部水利水电规划设计总院《关于开展《防洪标： 4项水利水电勘测设计标准制定与修订工作的通知》（水总 7246号）和《水利枢纽水力学原型观测规范》等6项 修工作的技术服务合同（水0203902007）的要求路灯提升工程所需路灯采购项目采购文件，按 利技术标准编写规定》（SL1一2002）对《掺气减蚀模型访 》（SL157一95）进行了修订。 本标准共8章3节37条，主要技术内容有： 一总则； 般规定； 相似准则； 试验设备与量测仪器； 模型设计； 模型制作与安装； 试验方法与观测内容； 资料整理与分析。 本次修订的主要内容有： 增加了一般规定； 增加了对模型水质的要求； 一 补充了对掺气空腔内回溯水流的观测内容。 本标准所替代标准的历次版本为： SL157—95 本标准批准部门：中华人民共和国水利部 本标准主持机构：水利部水利水电规划设计总院 本标准解释单位：水利部水利水电规划设计总院 本标准主编单位：中国水利水电科学研究院 本标准出版、发行单位：中国水利水电出版社 本标准主要起草人：孙双科主晓松柳海涛 夏庆福 本标准审查会议技术负责人：刘志明张红武 本标准体例格式审查人：曹阳

1总则 2 一般规定 2.1 研究大纲 2.2基本资料 2.3报告编写 3 相似准则 试验设备与量测仪器 模型设计 模型制作与安装 试验方法与观测内容 81 资料整理与分析 标准用词说明· 条文说明

1.0.1为规范掺气减蚀模型试验技术与方法，提高试验研究成 果的可靠性与准确性，特制定本标准。 1.0.2本标准适用于各类泄水建筑物掺气减蚀设施的模型试验 研究，

1.0.3本标准引用标准

《水工（常规）模型试验规程》（SL155）。 1.0.4掺气减蚀模型试验除应执行本标准外，尚应符合国家现 行有关标准的规定。

2.1.1根据研究任务和要求，应编制试验研究大纲。在研究过 程中可对研究大纲进行调整。 2.1.2研究大纲内容宜包括：项目概况、工程基本资料、研究 目的和内容、技术路线及模拟方法、进度计划、预期成果、项目 负责人和参加人员等

应收集工程规模和泄水建筑物布置及体型等基本资料。 应收集工程特征水位和运行条件等基本资料。

2.2.1应收集工程规模和泄水建筑物布置及体型等基本资料。

2.2.2应收集工程特征水位和运行条件等基本资料。

2.3.1模型试验报告宜包括前言、工程概况、试验目的与内容 模型设计与制作、试验方法和量测手段、试验结果与分析、结计 与建议等。

2.3.2试验报告应明确提出掺气减蚀设施的优化布置体型与运 行条件。

2.3.2试验报告应明确提出掺气减蚀设施的优化布置体型与运

2.3.3成果提交形式宜包括研究报告、电子文档、录像和照 片等。

2.3.3成果提交形式宜包括研究报告、电子文档、录像和照

3.0.1模型应满足几何相似、水流的运动相似和动力相似，遵 循弗劳德相似准则。 3.0.2模型掺气设施处的水流流速宜不小于6m/s。当流速不小 于6m/s时，仍可进行掺气减蚀设施的选型研究，但模型实测通 气量向原型引申时，应考虑缩尺影响，

4.0.1掺气减蚀模型试验，可采用单体或局部模型进行，有条 件时可利用高水箱或陡槽等专用试验设备。 4.0.2’模型试验的流量供应系统，应保证来流平稳、水质稳定， 4.0.3试验使用的量测仪器仪表，凡属市场购置，应满足试验 测试要求，并符合国家或行业技术监督部门的计量认证规定。 4.0.4自行研制的仪器仪表，应采用经技术监督部门认可的检 测方法进行自检合格后，方可使用。 4.0.5水位、流量、流速、压力以及数据采集处理系统等二次 仪表，应遵循SL155的有关规定

5.0.1掺气减蚀模型，应遵循3.0.1条相似准则，按弗劳德相 似准则设计。 5.0.2模型比尺的选择，宜满足3.0.2条规定。 5.0.3当模型不能满足3.0.2条时，可按3.0.3条处理。 5.0.4对新型掺气减蚀设施和大型工程上的掺气减蚀设施，宜 进行减压模型试验，研究该设施自身的过流空化特性。

5.0.1掺气减蚀模型，应遵循3.0.1条相似准则，按弗劳德相 似准则设计。 5.0.2模型比尺的选择，宜满足3.0.2条规定。 5.0.3当模型不能满足3.0.2条时，可按3.0.3条处理。 5.0.4对新型掺气减蚀设施和大型工程上的掺气减蚀设施，宜 进行减压模型试验，研究该设施自身的过流空化特性。

5.0.5模型设计其他要求按SL155的相关规定执行。

6.0.1应绘制模型总体布置图、结构物模型详图和测点布置图， 并提出模型加工及安装精度要求。 6.0.2当模型通气系统未能满足几何相似时，通气管进口宜制 作成喇叭形。 6.0.3通气管接头必须进行漏气检查，保证密封完好。通气管 风速量测断面（或气体流量计位置）与进口距离宜大于6倍 管径。 6.0.4模型制作安装完成后，应进行检查与校核，并有完整 记录。

7.0.1试验应符合以下要求： 1掺气浓度与通气量应进行多次重复测量，取其平均值： 2采用电阻式掺气浓度仪时，应在清水中调零。在试验过 程中，应随时监控水质与水温变化对试验结果的影响，并进行 校正。 3热丝风速仪应在与模型相同气温下调零，试验过程中进 行调零复核。

7.0.1试验应符合以下要求：

7.0.2观测应包括以下内容：

8.0.1应整理空腔长度与相关水力要素（如弗劳德数等）及掺 气设施几何特性（如坎高、底坡等）的关系。 8.0.2应整理各种工况下掺气设施下游过流面掺气浓度的沿程 分布。 8.0.3应计算通气量和气水比，并分析气水比与相应水力要素 之间的关系。

8.0.4应对掺气减蚀设施的效果与运行条件进行综合分析

8.0.5有关水位与流量关系、沿程压力、流速、水面线等资料

执行本标准时，标准用词应遵循

中华人民共和国水利行业标准

总则 13 2 一般规定··· 14 相似准则· 16 试验设备与量测仪器 17 模型设计.. 18 模型制作与安装 19 试验方法与观测内容.. 20 资料整理与分析. 21

1.0.1掺气减蚀是保障泄水建筑物免遭空蚀破坏的有效技术措 施，为规范试验研究技术和方法，确保掺气减蚀设施能够正常发 挥作用，拟定本标准。 1.0.2掺气减蚀模型试验规程，主要是针对高水头明流泄槽上 掺气减蚀设施的选型研究而制订，但在一些特殊的泄水建筑物 如竖井并溢洪道）中，有时也需要设置掺气减蚀设施。因此，将 “各类明流泄水建筑物”修订为“各类泄水建筑物”，以扩大标准 的应用范围。

1.0.1掺气减蚀是保障泄水建筑物免遭空蚀破坏的有效技术折 施，为规范试验研究技术和方法，确保掺气减蚀设施能够正常发 挥作用，拟定本标准。

2.2.2掺气减蚀设施，只有在形成稳定掺气空腔的前提下才能 发挥其应有的作用，而当运行水位较低、掺气空腔不能形成或不 急定时，不仅不能发挥减蚀作用，反而可能成为新的空化源。因 此，需要收集泄水建筑物特殊运行条件的基本资料。

2.3.1在报告正文中应明确如下内容

（1）说明和论述掺气设施各种工况下的水流流态、掺气空腔 特性、回潮水流情况、水面线等： （2）阐明各种工况下，模型中掺气设施下游过流面掺气浓度 的沿程变化。 （3）阐明各种工况下，通气管进气量及其变化规律。 （4）当模型流速不小于6m/s时，不宜按弗劳德相似准则进 行通气量的换算时，应对通气量进行修正，并对引申方法作出说 明，以便合理设计原型通气管的尺寸（一般认为原型通气管的风 速应小于60m/s，见水工隧洞相关设计规范）

3.0.1指出遵循弗劳德相似准则。即：

3.0.1指出遵循弗劳德相似准则。即：

长度比尺：L 流速比尺：U,=L, 流量比尺：Q.=L,号 时间比尺：T，二L, 糙率比尺：n,=L, 对手掺气减蚀模型试验中原型、模型之间的相似关系，运今 仍在探索研究中。但掺气减蚀设施的防蚀效果已得到公认，并为 已建工程的运行实践所证实。 3.0.2强调模型掺气设施处的水流流速宜不小于6m/s，确保模 型水流的紊动度足够大，使水流能自掺气。已有研究表明，当满 足这一条件时，模型实测的通气量能近似按弗劳德相似准则引申 至原型。关于模型中掺气设施下游过流面掺气浓度与原型的相似 性，自前尚在研究中。对于需要设置多道掺气减蚀设施的长距离 大型泄洪洞或溢洪道而言，受试验条件限制，往往很难保证模型 中每道掺气设施处的水流流速都不小于6m/s，但仍可进行掺气 减蚀设施的选型研究。

4.0.1掺气减蚀模型试验DLT1439-2015 镇村户配电技术导则，一般采用单体模型进行，也可截取 含掺气设施的部分结构物进行局部模型试验研究。设备必须通过 定期自检，自检周期一般为3～5年。 4.0.2目前，在量测水流掺气浓度时使用较多的是电阻式掺气 浓度仪，由于模型水质与水温的变化都会影响量测结果，因此要 求来流平稳、水质稳定。 4.0.3~4.0.4模型试验用的专用量测仪器有掺气浓度仪、风速 仪、气体流量计

5.0.1～5.0.3.根据国内外掺气减蚀设施水工模型试验的经验： 均认为应按弗劳德相似准则设计模型，而模型比尺的确定，应使 模型掺气设施部位的水流流速大于6m/s，否则，模型通气量向 原型引申时，需考虑模型的缩尺影响。在条件允许时，宜采用尽 可能大的模型比尺。 5.0.4强调研究掺气减蚀设施自身的过流空化特性，提高选型 的合理性和可靠性

对模型制作与安装应注意事项提出具体要求，以提高试验测 试数据的精度，保证研究成果的准确性和可靠性

7.0.1在测量水流掺气浓度和通气管通气量时，对同

8.0.2由于模型与原型不相似JJF(晋) 27-2018 矿用二氧化碳传感器校准规范.pdf，模型中的掺气浓度，只供优化 掺气减蚀设施体型时参考。 8.0.3整理通气量资料时，通常采用气水比与弗劳德数等水力 参数进行分析。

Qa Qw Fr = 2 Vgh