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SL *6*.2-20*3 船闸水力模拟技术规程.pdf

点布置图和模型供水回水系统布置图等。

5.0.*模型制作材料应满足下列

5.0.*模型制作材料应满足下列要求： *输水廊道应选择有机玻璃或塑料等不易变形的光滑材料， 对要求观测水位变化和水流流态的阀门段廊道及阀门井等部位， 应采用透明材料。 2闸墙可采用钢板、塑料板、钢筋混凝土预制板或砖砌水 泥浆粉面制作。 3.输水阀门可 采用塑料板 有机玻璃和金属材料制作。 4上下游引航道可采用水泥砂浆粉面，表面应光滑。 5局部模型中的支廊道及出水孔应采用塑料板、有机玻 璃等不易变形的光滑材料制作 6‘阀门流激振动模型中的阀门宜选择能满足水弹性相似要 求的材料制作 7阀门门帽切片模型两侧及门帽应采用有机玻璃等透明材 料制作，阀门面板可采用金属材料制作。 8工作闸门水力学模型的闸门可采用塑料板、有机玻璃和 金属材料制作。 9：船模制作应选用镀锌铁皮或玻璃钢等厚度薄、重量轻和 强度高的材料。

0.2模型制作及安装应符合下列

*整体模型应采用平面导线网控制模型范围和形状JB/T *0296-20*3 温室电气布线设计规范，导线 角度的允许偏差为0.*°。 2模型高程应采用一个或多个水准点控制，多个水准点间 高程的允许偏差为士0.5mm；船闸输水系统模型高程及水位测 针应采用同一个水准点控制。 3模型地形制作应满足下列要求： *）地形高程允许偏差为士2mm。

6.*船闸输水系统水力学整体模型试验

6.*.*船闸输水系统水力学整体模型试验应包括下列内容： *测定闸室灌泄水水力特性。 2测定闸室和引航道内船舶的系缆力及闸室内不系缆船舶 的自由漂移情况。 3测定下游引航道和集中输水系统船闸闸室内的流速分布 及其消能段的水面雍高。 4测定输水廊道和消能设施的压力分布。 5观测闸室、输水系统进出口和阀门段廊道的水流流态。 6.*.2船闸输水系统水力学整体模型试验应符合下列要求： *试验前应校核平水槽高程和溢水量，上游平水槽溢水量 应大于闸室灌水的最大流量，下游平水槽溢水量宜保持少量溢 水。船闸灌泄水过程中，上下游水位变化不宜大于5mm。 2模型试验应在恒定流条件下，测定输水阀门单边和双边 全开时的流量，计算灌泄水流量系数；测定分散输水系统各部位 压力，计算输水系统各区段的阻力系数。 3测定船舶系缆力时，首尾吃水应保持一致，缆绳拉力仪 水平放置，测杆应垂直。当船舶较小时，应分别测试不同停泊位 置的系缆力。

6.2船闸输水系统水力学局部模型试验

6.2.*试验内容应包括对输水系统进水口、出水口、分流口、 闸室支廊道和出水支孔及消能设施等布置和型式的研究。 6.2.2模型试验依据的上下游水位、闸室水位、压力、流量和 阀门开度等条件，可通过船闸输水系统水力学整体模型试验或数 值模拟确定。

6.2.3模型试验中流速、流态的测定应在恒定流情况下

6.3船闸输水阀门水力学模型试验

6.3.*阀门非恒定流常压模型试验应满足下列内容和要

6.3.*阀门非恒定流常压模型试验应满足下列内容和要求： *试验内容包括测定不同阀门启闭方式下的启闭力、阀门 段廊道及门体各部位的动水压力、阀门自振及流激振动特性、反 弧门支铰力和流量等，.记录阀门启闭过程中的流态及特征。 2试验前测量门体自重，校正阀门前后输水廊道的阻力系 数，调定阀门启闭速度，标定测量仪器。

6.3.2阀门恒定流减压模型试验应满足下列内容和要求：

*在阀门开启速度较慢或输水廊道惯性换算长度较发 下，研究阀门的空化特性及改善措施。 2测量阀门各开度时的气压、水温、压力、空化噪声和流 量，观测水流空化部位及形态，确定阀门水流空化初生和消失的 水力条件。 3试验时校正阀门前后输水廊道的阻力系数，保持阀门段 玉坡线与整体模型一致。 4减压箱设备达到要求的真空度，水质透明、含气量少且 稳定，水听器设置在底缘、门槽和门帽等可能发生空化的部位。 5采用变化真空度、加大工作水头或降低下游水位的方法 观测空化初生和消失的过程及条件，根据空化程度采取加大阀门 俺没水深、改变阀门开启方式、优化阀门后廊道段及门槽体型和 通气等措施，进行减弱或消除阀门空化的试验。

6.3.3阀门非恒定流减压模型试验应满足下列内容和要求：

*在阀门开启速度较快或廊道长度较长情况下，研究阀门 的空化及改善措施。 2试验内容和要求按6.3.*条*款、2款和6.3.2条中的2 款、4款、5款的有关规定执行。

6.3.4阀门门帽切片模型试验可用于研究阀门门梢处高速水流

产生的空化现象及改善措施。试验时应改变门上下游压力，测

量气压、水温、压力、流量和空化噪声。在无通气设施条件下应 观测水流空化初生和消失的过程及条件；在有通气设施条件下， 应观测通气量的大小及对空化的抑制程度。 6.3.5输水阀门水力学模型试验所需的水力学边界条件应通过 船闸输水系统水力学整体模型试验确定

6.4工作闸门水力学模型试验

的启闭力过程线及主要锚固件的应力变化

7.0.*船闸输水系统水力学整体模型试验资料整理与分析应满 足下列要求： *整理输水阀门开度、闸室水位、阀门井水位、流量、能 量、比能和闻室流速与时间关系的资料。 2整理输水系统水力特征值，包括流量系数、各区段阻力 系数、最大流量、惯性超高或超降和闸室水面最大及平均升降速 度等资料。 3整理输水廊道各测点压力及脉动值和阀门后最低压力随 阀门开度变化的资料 4整理闸室输水时间与阀门开启时间关系的资料。 5整理船舶系缆力与时间的关系及分散输水系统船闸不系 缆船舶的自由漂移距离等资料。 6整理下游引航道断面流速分布和水面塑高等资料。 7：整理船闸进出水口、闸室和阀门段廊道等的水流流态 资料。 8分析输水时间，船舶停泊条件，输水系统进出口、闸室 和引航道的水流条件，阀门工作条件，推荐输水系统布置及阀门 开启方式。 9对分散输水系统船闸水力特性进行模型缩尺影响校正， 校正方法见附录A。 7.0.2船闸输水系统水力学局部模型试验资料整理与分析应满 足下列要求： *进出水口局部模型试验：整理各支孔进出口处的压力和 断面流速分布资料，观测进水口漩涡情况、出水口水面雍高及引 航道流态，计算分析各支孔的流量，提出各支孔流量相等的布置 方案、改善进水口漩涡、减小出水口水面雍高及均匀引航道流速

3阀门非恒定流减压模型试验：除应按阀门非恒定流常压 模型试验和阀门恒定流减压模型试验的有关规定执行外，尚应分 析阀门不同启闭方式下水下噪声强度变化特性。 4阀门减压模型试验：应采用模型缩尺影响校正后的输水 系统水力特性资料，对工作空化数进行校正。 5阀门门帽切片模型试验：整理缝隙流水力特性、水流流 态、门帽工作空化数、初生空化数和消失空化数资料；整理各开 度门通气量和平均掺气浓度资料；分析门通气减免空化效 果，提出门帽体型和通气方式。 7.0.4船闸工作闸门水力学模型试验资料整理与分析应满足下 列要求： *绘制不同启闭方式、不同没水深和不同水位差时的启 闭力过程线。 2绘制启闭力和锚固力峰值与各影响因素的关系曲线。 3应分析启闭力和锚固力的影响因素，提出启闭机型式 容量和启闭方式的合理建议

8.2.2船闸输水水力特性数值模拟基本方程中输水系统阻力系

数和输水廊道换算长度的确定应符合下列规定： *输水系统阻力系数可按有关标准进行计算，也可参照类 似船闸取值。 2输水廊道换算长度可按附录B计算。 8.2.3船闸输水水力学特性数值模拟基本方程可选用拉克斯格 式、*步格式或迎风格式求解。 8.2.4船闸输水水力特性数值模拟的初始条件应包括上下游水 位和闸室初始水深。 8.2.5船闸输水水力特性数值模拟的时间步长应根据稳定性和 输水阀门的开启方式进行选择，时间步长应不大于**。 8.2.6大 船闸输水水力特性数值模拟验证的允许偏差应满足下列 要求： * 输水时间允许偏差为士3%。 2 最大输水流量允许偏差为士5% 8.2.7 船闸输水水力特性数值模拟计算应包括下列内容： * 船闸水头或闸室水位过程线。 2 流量过程 必要的能量和比能过程线、惯性超高或超降、输水阀门 后廊道压力过程线和水流空化数等

8.2.8船闸输水水力特

并对主要特征参数进行分析

9.0.*# 报告应包括下列内容： 工程概况、试验任务和基本资料。 模型比尺选择、模型设计及制造。 3 试验设备、主要量测仪器、量测方法及精度、模型测点布置。 4 模型试验方案及组次、测量成果图表。 成果分析及方案论证。 6 结论和建议。 9.0.2报告结论和建议应符合下列规定： * 结论明确，建议切实可行。 2对船闸输水系统水力学模型应提出推荐的输水系统布置 型式及各细部尺寸和优化的阀门开启方式。 3对船闸水力学局部模型应根据各局部模型的试验目的分 别提出均匀进出水孔流量分布及减小进口漩涡和出口水面雍高、 均匀引航道流速分布的进出水口布置方案；均匀流量分配及减免 空化的分流口布置型式；支廊道各支孔均匀出流的改善措施；效 果较好的消能设施型式；集中输水系统的布置尺寸、消能型式及 阀门开启方式。 4对阀门水力学模型试验应根据试验类型分别提出阀门门 型、阀门段廊道体型、启闭方式、启闭机容量、抑制阀门振动和 水流空化的工程措施、门体型及通气方式。 5对工作闸门水力学模型试验应提出推荐的启闭机布置型 式、启闭方式和容量。 6对船闸引航道水力学模型试验应提出优化的船闸运行方 式及工程布置方案。 9.0.3报告编写的文字格式、计量单位等要求应符合国家相关 规定。

Re= u4R V 0.25 5.74 log*0(0.2703 4R Re0.9

μp = *. *4μm T,=0.857Tm Q, = *. *Qm

式中p，μm 原型、模型船闸输水系统流量系数； Tp, Tm 原型、模型船闸输水时间，S； Qp, Qm 原型、模型船闸输水系统最大流量，m"/*。

表A.0.* 各种边界的绝对粗糙度A

附录B船闸输水廊道换算长度计算

附录B船闸输水廊道换算长度计算

*.0.*《船闸水力模型试验规程》（SL*6*.2—95）自*995年 7月2*日发布生效以来，对规范船闸水力学模型试验研究方法， 提高试验研究成果的可靠性与准确度起到了重要作用。 近年来，我国水利水电水运建设迅猛发展，大大促进了船闸 科研事业的进步，在船闸水力模拟中采用了请 许多新的技术和研究 方法，在试验设备和量测仪器上也有较大突破，但这些先进的模 拟技术和方法及其应用条件，尚未在现行的《船闸水力模型试验 规程》（SL*6*.2—95）I 中得到反映。故有必要对现行试验规程 进行必要的修订工作， 以进一步促进船闸水为模拟技术的不断 发展。 *.0.2、*.0.3近年来，针对各类船闸输水系统的特点，为节省 研究经费、缩短试验周期，进行了大量的诸如输水系统进出水 口、分流口和消能设施等局部水力学模型试验；而随着高水头船 闸的大量建设，输水阀门工作条件则已成为高水头船闸必需解决 的问题，且非恒定流常压水力学模型试验、非恒定流减压模型试 验及门切片模型试验等试验手段已广泛应用于高水头船闸输水 阀门水力学研究；此外，数值模拟技术也已成为船闸水力学研究 不可或缺的研究手段。因此，在本标准的适用范围及研究范围中 增加了上述内容。

2.0.*为达到模型水流与原型阻力相似，模型水流需处于阻力 平方区。受模型比尺的影响，模型的雷诺数比原型小很多，一般 难以达到，为减小试验误差，使模型水流达到紊流则是最低 要求。

3.2.*近年来流体测试技术发展迅速，诸如超声波水位计、粒 子成像流速仪、电磁流速仪、超声多普勒流速仪和超声流量计等 先进量测仪器在船闸水力学研究中得到广泛应用，因而在本条中 增加了上述仪器。

4.2.*～4.2.6这六条所列的各类模型比尺的范围，是根据国 内外已有的船闸水力学各类模型试验资料统计而得。近百年的船 闻建设历史表明，这些比尺范围的模型试验成果均被原型船闸证 明是可信的

船闸输水系统水力学整体模

6.*.*闸室灌泄水水力特性是指阀门开度、流量系数、闸室及 阀门井水位、流量和能量等随时间的变化曲线，如为集中输水系 统则还有比能及闸室断面平均流速随时间的变化曲线；进水口流 态是指进水口处水面的局部降低和漩涡情况，出水口流态是指出 水口处水面雍高、旋滚和回流情况等。

6.3船闸输水阀门水力学模型试验

6.3.2当船闸原型阀门开启时间在4min以上，阀门开启速度 较慢，流量增率较小，或输水系统廊道长度较短时，此时惯性影 响不大，故可以采用恒定流减压模型试验。 6.3.3阀门非恒定流减压模型试验能真实反映阀门动水启闭过 程中所产生的廊道水流惯性作用，正确模拟阀门的水流流态及空 化现象，是一种较先进的模型，但其设备比较复杂，

6.4.3人字闸门及三角闻门处在全开位时推拉杆受力为零，应 以此位置为基线。

7.0.*大量模型试验和原型观测表明，船闸原型的输水效率比 模型高，流量系数大，造成输水时间缩短、流量增加和惯性超高 超降增大，使模型试验成果偏于不安全。因此，对模型试验的缩 尺影响要给以足够重视，一般认为阻力特别是沿程摩擦阻力不相 似是产生原型和模型差异的主要原因，这在分散输水系统的船闸 表现尤为明显LD/T 03-2020 公共就业和人才服务窗口服务人员行为规范，它的损失主要以沿程摩擦阻力损失为主。观测结 果表明原型比模型阻力系数降低20%～50%，流量系数则增加 *0%～20%。因此，要对分散输水系统船闸模型试验成果进行缩 尺影响分析和校正。

初生空化数进行校正，因此仅能根据校正后的输水系统水力特仙 值对工作空化数进行校正。

8。2船闸输水水力特性数值模拟

8.2.6船闸输水水力特性数值模拟验证允许偏差是指采用模型

8.2.6船闸输水水力特性数值模拟验证允许偏差是指采用模型 试验系数时，计算结果与模型试验值之间的偏差；如采用原型观 测系数时，是指计算结果与原型观测值之间的偏差

GB/T **49.*5-20*7 内燃机 活塞环 第*5部分：薄型铸铁螺旋撑簧油环附录A船闸输水系统模型缩尺

道每一区段的阻力系数值。 （4）将输水廊道每一区段的阻力系数值换算为相对于阀门处 廊道断面（计算断面）的阻力系数，相加后得到输水廊道的原型 沿程阻力系数的总校正值。 A.0.2水力特征值校正法是根据一些不同比尺、不同输水系统 型式船闸原型和模型的主要水力特性资料统计点绘的关系曲线而 得，因此是一种经验统计的方法，它具有简单方便的优点。它的 缺点是对不同模型比尺和输水系统布置形式等对缩尺的影响难以 区分，此外由于这种方法难以确定输水系统沿程各区段阻力系数 的缩尺影响，因此要准确了解输水系统沿程的水力特性如压力分 布等就有一定困难