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脉动压力

由于高速水流的强烈紊动,在建筑物表面产生的围绕时均压强上下波动的随机动水压力。作用于泄水或放水建筑物表面上的脉动压力,除可能引起空蚀外,对有些建筑物,如溢流式水电站厂房的溢流顶板、护坦、闸墩等,还可能引起振动。当脉动压力的振动频率与建筑物自振频率一致或接近时,可能产生共振,从而导致建筑物破坏。对于高大的水工建筑物在高速水流作用下的脉动压力,最好通过水工模型试验进行研究。

由于高速水流的强烈紊动,在建筑物表面产生的围绕时均压强上下波动的随机动水压力。作用于泄水或放水建筑物表面上的脉动压力,除可能引起空蚀外,对有些建筑物,如溢流式水电站厂房的溢流顶板、护坦、闸墩等,还可能引起振动。当脉动压力的振动频率与建筑物自振频率一致或接近时,可能产生共振,从而导致建筑物破坏。

对于高大的水工建筑物在高速水流作用下的脉动压力,最好通过水工模型试验进行研究。试验中测出的点脉动压力在时均压强线上下呈不规则的波动变化,可用谱分析方法寻求波动的随机特性(振动频率、脉动压力的最大振幅值等)。由于脉动压力试验的模型相似律迄今还未成熟,压强的测量技术也还不够完善,因此,试验结果也并不完全准确。当无试验资料时,只能用简单方法进行粗略估算。例如同一时刻作用在护坦上的点脉动压力强度和方向很不相同,虽然点脉动压力值可能很大,但平均到护坦板上的面压力值并不大,故可采用下式估算:

脉动压力

式中为收缩断面的平均流速(米/秒);g为重力加速度(米/秒2);γ为水的容重(吨/米3);αm为脉动压力系数。αm介于0.05~0.1之间,可根据水流的缓急程度适当选用。