DL∕T 5747-2017 水电水利工程闸门水力学和流激振动模型试验规程

J2500—2018中华人民共和国电力行业标准水电水利工程闸门水力学和流激振动模型试验规程国家能源局发布中华人民共和国电力行业标准水电水利工程闸门水力学和流激振动模型试验规程DL/T5747—2017主编机构：中国电力企业联合会施行日期：2018年3月1日IDL/T5747—20172017年第10号依据《国家能源局关于印发〈能源领域行业标准化管理办法(试行)〉及实施细则的通知》(国能局科技〔2009)52号〕有关等204项行业标准，其中能源标准(NB)62项、电力标准(DL)86项、石油标准(SY)56项，现予以发布。2017年11月15日DL/T5747—2017附件：行业标准目录序号标准编号标准名称代替标准采标号批准日期实施日期水电水利工程闸门水力学和流激振动模型试验规程2017-11-152018-03-01DL/T5747—2017根据《国家能源局关于下达2010年第一批能源领域行业标准制(修)订计划的通知(国能科技〔2010〕320号)要求，规程分析工作，认真总结了水电水利工程闸门水力学及流激振动模型试验研究成果和现状应用技术水平，并在广泛征求国内有关项目业主、设计单位、科研院所和高等院校等单位的意见和建议的基本规程共有9章和1个附录，主要内容包括：总则、基本规本规程由中国电力企业联合会提出，由电力行业水电施工标准化技术委员会(DL/TC29)归口并负责解释。执行过程中如有意见或建议，请反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北本规程主要起草人员：周赤江耀祖刘志雄姜伯乐本规程主要审查人员：周厚贵汪毅楚跃先刘冬霓涂怀建吴方明沈益源和孙文李延农姚昌杰DL/T5747—20171总则 12基本规定 23相似准则 34试验设备与测量仪器 45模型设计 56模型制作与安装 6 78资料整理与分析 99报告编写 本规程用词说明 引用标准名录 DL/T5747—2017 12Basicrequirements 2 34Testequipmentandmeasurementinstruments 4 56Modelmakingandinstallation 6 78Testdatacompilationandanalysis 99Reportswriting hydraulicsandflow-inducedvibration Explanationofwordinginthiscode Normativestandards Addition:Explanationofprovisions VDL/T5747—201712DL/T5747—20172.0.1开展闸门水力学模型试验应搜集下列资料：例不小于1:2000;4技术要求和依据的技术标准；8预期成果目标；9项目负责人和参加人员。DL/T5747—2017求，遵循佛汝德(Froude)相似准则；模型应采用正态模型。何条件、物理力学特性、运动条件和边界条件相似的要求。闸门3DL/T5747—20174试验设备与测量仪器1水箱容积和水面面积应保证水流稳定，进口水流相似；4.0.2试验使用的测量仪器仪表，应经过检定或校准并在有效期5结构件振动量测量宜采用加速度传感器；7通气孔进气量测量宜采用风速仪。4.0.5试验用的主要二次仪器包括动态应变仪、电荷放大器、电4.0.6其他通用仪器应符合《水电水利工程常规水工模型试验规4.0.7闸门水力学及流激振动模型试验测量精度见附录A。455.0.1闸门水力学及流激振动模型应按相似准则设计。5.0.2闸门水力学模型应根据试验要求，确定模型模拟范围。5.0.3模型比尺应根据试验要求、闸门尺寸、总水压力、流量和试验设备情况等条件确定，但模型闸门最小尺寸不宜小于20cm。5.0.4应绘制模型总体布置图、结构物模型图及其部件图、测点布置图，并提出模型加工及安装要求。5.0.5闸门流激振动模型应按水弹性相似要求对闸门模型材料的物理及力学参数进行测定，不符合相似率要求时，应重新研制模型材料。吊绳可采用原型材料，但吊绳与闸门组成的单自由度系5.0.6进水口顶曲线、侧曲线、闸门槽、闸门门体与边壁缝隙等部位应根据试验要求布置压力测点。5.0.7闸门应变、位移、加速度测点应根据试验要求布置，在试5.0.8闸门脉动压力测点的布置应根据试验要求在闸门的上游66模型制作与安装6.0.5模型制作、安装及测量设备安装还应按《水电水利工程常1测量各特征水位下闸门启闭过程中的门体动水压力变化7DL/T5747—20174脉动压力与振动响应测量应合理选择各被测参数的采样频率和记录长度，并宜进行3次重复测量。5测量和监视闸门启闭过程中库水位。7.0.4水位、流量、压力的测量方法还应按《水电水利工程8DL/T5747—20171绘制试验段测压点的压力分布曲线。2绘制闸门不同开度的门体压力分布，计算门体水力荷载。3绘制闸门启闭过程中门井水位变化过程线。4分析与计算考虑原型摩擦力在内的闸门启闭力。5绘制闸门不同开度与启闭力关系曲线。6绘制闸门不同开度与通气孔进气量关系曲线。7绘制闸门不同开度与闸门顶缝隙射流高度关系曲线。3绘制典型测点脉动压力时域波形图、功率谱图。按《水电水利工程常规水工模型试验规程》DL/T5244执行。9DL/T5747—20171阐明闸门水力学模型设计和制作的特点。6论述不同库水位、闸门不同开度与通气量的变化关系。1阐明闸门流激振动水弹性模型相似判据及模型材料的相3论述闸门脉动压力特性及对闸门振动的影响。9.0.3有关报告编写的其他要求，应符合《水电水利工程常规水附录A闸门水力学及流激振动模型试验测量精度表A闸门水力学及流激振动模型试验测量精度表施测对象测试仪器试验模型水准仪经纬仪钢尺1.模型高程和宽度误差小于0.3mm,长度误差小于2.试验中模型变形不得超过1%,漏水量不得超过试验最小过流量的1%水面水位量水测针量水堰板内电磁流量计精确度小于或等于±1%(满量程)测压管1.各测点及测压板零点高程测读精度应达0.3mm;2.测压管液面与测点高程误差不超过0.5mm;3.测读精度应在3mm以内脉动压力传感器精度：总量程±1%通气量热线风速仪精确度小于或等于±2%(满量程)2条文中指明应按其他有关标准执行的写法DL/T5747—2017中华人民共和国电力行业标准水电水利工程闸门水力学和流激振动模型DL/T5747—2017并保持与现行法律、法规和有关标准协调一致。为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用和流激振动模型试验规程》编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需要注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。DL/T5747—2017 2基本规定 3相似准则 DL/T5747—2017大差异，研究成果水平参差不齐，不能完全满足水电水利工程建设的现实需要。因此，制定与电力行业现实相适应的闸门水力学和流激振动模型试验规程，统一本行业模拟研究的方法和技术要DL/T5747—2017要目的是通过模拟建筑物进出口之外上下游水流调节段来保证进出口水流相似，地形图比尺宜为1:500,最小不得小于1:2000。对于水域宽阔、边界约束少的进出口，则可简化模拟或不模拟局部DL/T5747—20173.0.1闸门水力学模型试验，应满足水力条件相似的要求，即满足几何相似、水流运动相似和动力相似的要求，遵循佛汝德(Froude)模型相似律(重力相似准则),其主要参数的比尺与模型几何比尺Lr关系为3.0.2闸门的流激振动试验是用水弹性模型在相同几何比尺、按重力相似准则设计的水力学模型上进行试验的，定的相似条件外，闸门模型还应满足结构动力相似准则，即除满足上述各参数的相似比尺外还应满足下列参数的相似比尺：21结合来解决，参见本规程8.0.1第4条～第6条的说明。DL/T5747—20174试验设备与测量仪器控流量和水位，故通常利用专用高水箱进行。对高水箱提出的三试验所使用仪器仪表均应有国家或行业技术监督部门颁发的合格证，且适合试验应用；自行研制的仪表也均应经过相应技术监督部门鉴定认可后，方可使用。这个规定是必要的，是使试验的测量仪表规范化、科学化和保证试验成果准确性、可靠性。对测量一次仪器仪表的率定(校验)、二次仪器仪表及采集系统的检定(校验),其周期一般为1年～2年。DL/T5747—20175.0.1、5.0.2闸门水力学及闸门流激振动模型试验，按佛汝德模型定律(重力相似准则)设计模型。为了满足闸门的水力条件相似的要求，应保证来流流态相似，为此，在截取模型范围时，应包括闸室前后的有关建筑物，以满足来流边界条件相似的要求。5.0.3应根据试验任务要求和试验室具体条件综合比较确定模型比尺，但模型闸门最小尺寸一般不宜小于20cm,以免模型过小而影响试验资料的准确性。5.0.4绘制闸门模型总体布置图和结构模型图及其部件图，是模型制造和安装的依据。为了避免制模和安装差错，结构物和尺寸应清晰，提出的要求应具体明确，模型图应有人校核，绘图和校5.0.7闸门振动测点的布置应根据闸门的振动特性与工程安全的5.0.8闸门脉动压力测点布置应考虑闸门上游面、下游面及底缘DL/T5747—20176模型制作与安装6.0.1布置的测压孔应与测压面垂直和齐平，是为了保证测量压力值的准确性。测量脉动压力应采用脉动压力传感器，传感器安装应垂直边壁，且孔口与面齐平，若上述安装要求有困难，可在传感器与测压孔之间串接刚性短管，管长应短于0.3m。传感器选(1)感应膜直径宜小于6mm;(2)自振频率大于被测量频率的5倍；(3)综合精度符合试验要求。6.0.2应根据试验任务的要求，选择制模材料，对于需观察水流流态部位，应选用透明的材料，应根据所选择的模型比尺和相似律要求制备水弹性模型材料，按设计图制作闸门水弹性模型。6.0.4模型制作安装完成后，应依据设计图及要求进行校核的验收，并有记录和必要的说明。DL/T5747—20177.0.1闸门水力学试验观测是指随着闸门的连续启闭，完成整个过程各水力学要素的动态测量。长管道需测量通气风速。通气管风速测量，可以是测量进水口通气管中心最大风速，如测管中心最大风速则应乘以系数0.84～0.85,作为通气管内平均风速。闸门启闭过程流态转换的测量和记录，宜以静态为主，静动结合。7.0.2为闸门流激振动试验观测内容，闸门的动力特性(频率和振型)分为干门和湿门两种，湿门的动力特性与水位有关，为了检验水弹性模型的相似性应对闸门的动力特性进行计算。测量各试验工况的门体脉动压力、振动响应，注意观测资料的完整性和7.0.3试验前应完成的各项工作包括：试验用的测量仪表仪器率应根据需要安排试验组次，进行各固定开度下的恒定流试验与闸门启闭的非恒定流试验。合理选择采样频率和记录长度。要保持闸门启闭过程库水位不变，需要通过自计水位计的反馈，调节流量和平水槽来完成。下游水位通过自动或手动方法保持与原型水DL/T5747—20178资料整理与分析F₁=G+W₈-P+T+LF₂=G+W₈-P-T-LF₁=G+W₈-P+T+LF₂=G+W₈-P-T-LDL/T5747—2017当闸门为等速启闭或启闭加速度很小时，即此时，总水压力的垂直分量为和式(8.0.1-2)计算出不同闸门开度的闸门启闭力，并绘制成相应的