0.015 0.0225 ~ 24° ~ 26° 46.5° ~ 47°
.54/72°
0.068 0.12 ~ 18° ~ 20° 36° ~ 41°
0.83/70°
注:第 3 项差值指理论计算曲线与试验曲线之间的水位差. 2
3.600 3.525 3.450 3.375 3.300 3.225 3.150 3.075 3.000 2.925 2.850 0
3.600 3.525 3.450 3.375 3.300 3.225 3.150 3.075 3.000 2.925 2.850 0
堰上水深Z(m) 理论计算曲线 开门 关门 方案1 10 20 30 40 50 60
3.600 3.525 3.450 3.375 3.300 3.225 3.150 3.075 3.000 2.925 2.850
堰上水深Z(m)
理论计算曲线
开门 关门
方案3 30 40 50 60 70 角度(a) 80
堰上水深Z(m) 开门 关门 方案2 10 20 30 40 50 60
0 10 20 70 80 角度(a) 3.600 3.525 堰上水深Z(m) 3.450 3.375 3.300 3.225 3.150 3.075 3.000 2.925 2.850 0 10 20 70 80 角度(a)
3.600 3.525 3.450 3.375 3.300 3.225 3.150 3.075 3.000 2.925 2.850 0 堰上水深Z(m)
开 关门 方案4 30 40 50 60 70 80 角度(a)
3.600 3.450 3.300 3.150 3.000 2.850 2.700 2.550 0
堰上水深Z(m)
理论计算曲线 开门 关门
开 关
方案5
10 20 30 40 50 60 70 80 角度(a)
方案6
10 20 30 40 50 60 70 80 角度(a)
图 2 闸门后支点各方案水位与闸门开门角度关系曲线 试验表明: (1)双支点连杆滚轮式翻板闸门系统的配置合理,在各方案中,闸门运转的渐开性较好,水位 与流量关系曲线较平滑, 避免了因水位突变导致闸门失稳发生 "拍打" 在运转中会有些摆动现象, . 但闸门运行稳定. (2)后支点位置采用高点,开门门顶水深增加.当后支点座标提高 10cm,门顶开门水深约增 加 3～5cm,闸门在开关过程中,最大的堰上水深增加约 20cm. (3)后支点高度不变,后支点向下游移,即连杆加长,闸门在运转中出现摆动的幅度较小,运 行较稳定. (4)在闸门运转中,当下游水位对闸门有顶托时,闸门摆动的幅度较大,闸门容易出现不稳定 的现象. (5)从图 2 可见,当闸门小开度时,水位与闸门开度的理论计算曲线与试验曲线值较为接近, 差值在 0.015～0.12m.各方案稍有差异.从本院所测试连杆滚轮式翻板闸门运行与闸门动力压力 关系的资料分析,主要是由于闸门底缘的动水压力的变化引起. (6)当闸门开度较大时,试验值水位与计算值差别较大,最大差距出现在闸门达最大开度时, 是由于闸门开度加大,门背气腔形成,产生负压作用于门背,另一方面是受到水流直接冲击闸门 底缘的影响.但两曲线趋势是一致的. 2.4 翻板闸门运行稳定性理论分析 在进行翻板闸门后支点研究的同时,本院与天津大学对连杆滚轮式翻板闸门的振动和水流压
3
力脉动进行测试分析,在此基础上开展了翻板闸门运行稳定性的理论分析.水力自控翻板闸门的 运动是绕瞬心的往复运动,在运动过程中当作用在闸门上的动力大于阻尼力时,闸门不能达到平 衡状态,闸门在运转中将产生"拍打" . 翻板闸门可视为单自由度振动体系,其振动方程可写为:
&& J ( )Φ (t ) = G L (
)+ ∑
n
i =1
& & P ti ( , , & , t ) L i (
)
其中 J( )为绕瞬心点的转动惯量, p ti ( , , &, t ) 表示闸门运动过程中水流对闸门的作用 & & 力,是水流和闸门运动耦合的结果.作用力包括时均部分力 Pi (水位和闸门开度 的函数)和脉 动部分力 ~i (为水位和 , , & 的函数) p .把作用于闸门上的重力力矩,门叶的迎水面,底部,顶 & & 部,背水面的水压力矩,连杆作用力矩,滚轮支承力矩,摩擦力矩, 上下游闸门板上的动水压力 [4] 矩代入上述闸门的运动方程,得出关于入的特征方程 :

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