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锥形阀泄洪过程中出口端产生雾化的机理

发布时间:2022/8/2125

锥形阀在使用过程中,锥形出口端会产生水雾,这又是什么原因呢?本文将作一简单介绍。

锥形阀作为一种调节阀,安装在管道系统中,用于控制流体的通量与截断;但由于锥形阀通过改变过流面积大小来达到控制调节的目的,其内部流场的压力也会随之改变,根据能守恒方程可知,流道节流面积与流体速变相关,过流面积越小其过流速度也就越大,因此锥形阀在其锥形阀芯处形成高速水流,内部流场压力降低,由于水流内部紊动和周围空气摩擦阻力的影响,射流水股表面产生波纹,会出现掺气、扩散,部分水体失稳、脱离水体主体,碎裂成水滴,其中大粒径水滴降落成雨(抛洒降雨),小粒径水滴漂浮在空中成为雾;随后,掺气射流落入下游河床内,与下游水体相互碰撞,加之下游水的压弹效应及表面张力而产生喷溅,飞溅出的水受到重力、空气阻力和坝后风速场的作用,斜向抛射并在射入水点附近区域内降落,形成溅激斜抛降雨(溅雨),也就又产生了雾化。在水舌风影响下,分散的水滴进一步破碎,小粒径水滴飘浮在空中形成浓雾,水雾随气流飘向空中,把低层水汽向上输送形成对流,也会在射入点附近区域形成倾盆大雨,水雾继续向下游延伸逐渐变淡,降雨强度也逐渐减小,形成雾区。

锥形阀的出口端产生雾化现象,是锥形阀的消能功能的一种,过大的雾化现象,会带对周围的环境产生一定影响,比如空气潮湿、降雨量会大过其他区域等等,如果是大型水坝,则影响比较大了。

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