高流速、緩底坡泄洪隧洞摻氣槽摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的研究結(jié)題報(bào)告

1、 項(xiàng)目編號(hào) 1210486042 武漢大學(xué)國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目結(jié)題報(bào)告高流速、緩底坡泄洪隧洞摻氣槽摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的研究院（系）名 稱：水利水電學(xué)院專 業(yè) 名 稱 ：農(nóng)業(yè)水利工程 學(xué) 生 姓 名 ：張靖文 李星 黑燦 湯志立 夏春晨指 導(dǎo) 教 師 ：王均星 教授 二一三年九月final report of planning project of innovation and entrepreneurship training of national undergraduate of wuhan universityhigh velocity、slow bottom slope flood d

2、ischarge tunnel air entrained tank air entrained protection length researchcollege ：wuhan university subject ： agriculture water conservancy engeering name ：zhang jingwen li xing hei can tang zhili xia chunchen director ：wang junxing professor september 2013鄭 重 聲 明本人呈交的結(jié)題報(bào)告，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所

3、有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本報(bào)告的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本報(bào)告所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本報(bào)告的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期： 摘 要高流速泄水建筑物（如泄洪隧洞）的某些部位，建筑物表面常常會(huì)發(fā)生空蝕破壞，工程實(shí)踐證明通過(guò)摻氣槽向水流中進(jìn)行人工摻氣是減少空蝕危害的有效措施1。摻氣槽摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的影響因素較多，有關(guān)摻氣設(shè)施的各項(xiàng)水力指標(biāo)的設(shè)計(jì)和計(jì)算多依賴于經(jīng)驗(yàn)和定性的研究。目前國(guó)內(nèi)對(duì)摻氣槽摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的研究主要采用模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬等手段。本項(xiàng)目針對(duì)高流速、緩底坡泄洪隧洞的特點(diǎn)，依托1:

4、50的四川大渡河長(zhǎng)河壩泄洪隧洞水工試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，采取水工模型試?yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法。水工模型試驗(yàn)時(shí)采取將摻氣濃度儀和圖像處理技術(shù)相結(jié)合的方法來(lái)研究相關(guān)結(jié)論。通過(guò)兩種方法的綜合應(yīng)用與比較，探究出水流摻氣后氣泡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究出適用于緩底坡泄洪隧洞的摻氣槽摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的相關(guān)結(jié)論。其中圖像處理技術(shù)具體操作為：利用傳統(tǒng)摻氣濃度儀測(cè)量水流中氣泡濃度同時(shí)用照相機(jī)拍攝相應(yīng)位置水流摻氣后的照片，運(yùn)用matlab、photoshop等軟件處理照片，統(tǒng)計(jì)得出照片某處灰度與相應(yīng)位置水流中氣泡濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而得出不同流速區(qū)域摻氣槽摻氣后氣泡的消散規(guī)律2。 本項(xiàng)目創(chuàng)新性地采用圖像處理技術(shù)，將其他行業(yè)廣泛應(yīng)用的技

5、術(shù)運(yùn)用于摻氣槽摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的研究，有利于減少試驗(yàn)誤差，降低研究成本，增大觀測(cè)范圍，同時(shí)為水電行業(yè)相關(guān)課題研究提供新的思路和方向。關(guān)鍵詞：摻氣減蝕；圖像處理；氣泡消散規(guī)律；摻氣保護(hù)長(zhǎng)度abstractsome parts of the high velocity discharge structures (such as spillway tunnel), the surfaces of buildings often occur cavitation damage, manual aerated flow is proven effective measures to reduce cavit

6、ation erosion hazards by engineering practice. the impact factors of aeration protection length of aeration tank is complex, aerator hydraulic indicators and more dependent on the experience of the relationship and qualitative research, the complexity of the flow rate of the flow pattern experiment

7、brought considerable error. the aeration protection length of aeration tank main means of model tests and numerical simulation in domestic, digital image processing and other applications of emerging technologies in the area is rare.this project for high flow rates, mild slope characteristics based

8、on the sichuan the dadu changheba spillway tunnel hydraulic test model, to take a combination of research methods of hydraulic model tests and numerical simulation. hydraulic model experiment is to take the the air concentration instrument and image processing technology combination to study the rel

9、evant conclusions. through the comprehensive application and comparison of the two methods, explore the law of motion of bubbles in the water aerated, researched aerated tank suitable for mild slope spillway tunnel length conclusion of aerated protection, and to provide a reference for similar engin

10、eering. the specific operation of the image processing technology: use traditional air concentration to measured the bubble concentration doped the downstream gas tank in different regions, combine camera photos after the corresponding position in the flow entrainment, use matlab, photoshop and othe

11、r software to deal with processing photos,to get statistical photo somewhere in the gray bubble concentration correspondence between, and then come to a different velocity regions aeration tank doped gas bubbles dissipate law.this project innovatively uses image processing technology, and takes othe

12、r industries widely used technology into the length of the aerated tank protection, which helps to reduce the experimental error, reduce research costs and increase the scope of observations, to promote the hydropower industry and other industries merging, as well as the hydropower industry research

13、 to provide new ideas and direction.key words: air entained；ablation；gas bubbles dissipate law；length conclusion of aerated protection；image processing目 錄摘 要iabstractii第1章 緒論11.1研究背景11.1.1空蝕背景11.1.2研究依托工程概況21.2研究意義31.3項(xiàng)目研究方法41.4項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容4第2章 試驗(yàn)設(shè)備52.1測(cè)量?jī)x器設(shè)備52.2主要測(cè)量?jī)x器設(shè)備介紹62.2.1cq6-2005型摻氣濃度儀62.2.2高速旋槳流速儀

14、72.2.3單反相機(jī)8第3章 模型試驗(yàn)93.1 模型試驗(yàn)概況93.2 試驗(yàn)設(shè)備的使用及優(yōu)化93.2.1 照片效果優(yōu)化準(zhǔn)備93.2.2 cq6-2005摻氣濃度儀的使用103.3試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷耐晟?13.3.1模型測(cè)量孔的優(yōu)化113.3.2貼片式摻氣濃度儀的設(shè)置123.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取與整理123.4.1試驗(yàn)工況133.4.2摻氣濃度值記錄133.4.3試驗(yàn)照片整理13第4章 摻氣濃度值19第5章 摻氣濃度分布規(guī)律225.1摻氣濃度曲線225.2摻氣保護(hù)長(zhǎng)度25第6章 摻氣濃度與圖片灰度對(duì)應(yīng)關(guān)系276.1摻氣濃度與圖片灰度276.2摻氣濃度與圖片灰度對(duì)應(yīng)關(guān)系30第7章 數(shù)值模擬347.1數(shù)值模擬邊界條

15、件357.2數(shù)值模擬結(jié)果357.2.1橫斷面367.2.2縱剖面377.3摻氣保護(hù)長(zhǎng)度規(guī)律40第8章 結(jié)論與展望42參考文獻(xiàn)44致謝45第1章 緒論1.1研究背景1.1.1空蝕背景國(guó)內(nèi)外大量的水利工程實(shí)例說(shuō)明，在高流速泄水建筑物（如泄洪隧洞）中的某些部位，建筑物表面常常發(fā)生空蝕破壞，直接影響建筑物的壽命，甚至造成整個(gè)建筑物的失事。人們對(duì)摻氣能夠減免空蝕的研究是在掌握了空蝕空化原理之后，來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的?？栈F(xiàn)象是由于液流系統(tǒng)中的局部低壓(低于相應(yīng)溫度下該液體的飽和蒸汽壓)使液體蒸發(fā)而引起的微氣泡(或稱為氣核)爆發(fā)性生長(zhǎng)現(xiàn)象；空泡在隨液體流動(dòng)過(guò)程中，遇到周圍壓力增大時(shí)，體積急劇縮小或潰滅，由于空

16、泡在潰滅時(shí)產(chǎn)生很大的瞬時(shí)壓強(qiáng)，當(dāng)潰滅發(fā)生在固體表面附近時(shí)，水流中不斷潰滅的空泡所產(chǎn)生的高壓強(qiáng)的反復(fù)作用，可破壞固體表面，這種現(xiàn)象稱為空蝕。在1937年，水利專家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在水流中摻氣可以減輕對(duì)泄水建筑物表面的破壞，其應(yīng)用于工程實(shí)踐是開(kāi)始于20世紀(jì)60年代，摻氣被證明是解決空蝕破壞的最有效的途徑3。目前摻氣減蝕已在溢洪道、泄洪洞、陡槽、閘下出流、豎井等高水頭大單寬流量的泄水建筑物中得到廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著的減蝕效果和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。目前工程上用的比較多的是崔隴天根據(jù)原型觀測(cè)和模型試驗(yàn)資料提出摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的計(jì)算公式： （1.1）但由于摻氣槽的保護(hù)長(zhǎng)度的影響因素復(fù)雜，受諸多因素影響，而且有關(guān)摻氣設(shè)

17、施的各項(xiàng)水力指標(biāo)的設(shè)計(jì)和計(jì)算多依賴于經(jīng)驗(yàn)和定性的研究，還不能從理論上得到解決4。目前國(guó)內(nèi)對(duì)摻氣槽的研究主要采用模型試驗(yàn)輔助以數(shù)值模擬等傳統(tǒng)手段，采用數(shù)字圖像處理等其他新興技術(shù)運(yùn)用于該方面的研究卻很少。1.1.2研究依托工程概況長(zhǎng)河壩水電站系大渡河干流水電規(guī)劃“三庫(kù)22級(jí)”的第10級(jí)電站，上接猴子巖電站，下游為黃金坪電站。工程區(qū)位于四川省康定縣境內(nèi)，壩址位于大渡河上游金湯河口以下約7km河段，距上游的丹巴縣約85km，距下游的瀘定縣為50km，距成都約360km，庫(kù)壩區(qū)有省道s211公路相通，并在瓦斯河口與國(guó)道318線相接，交通較方便。長(zhǎng)河壩水電站是以單一發(fā)電為主的大型水庫(kù)電站，無(wú)航運(yùn)、漂木、防

18、洪、灌溉等綜合利用要求。壩址控制流域面積56648km2，占全流域面積的73.2%，多年平均流量約839m3/s。長(zhǎng)河壩水電站正常蓄水位為1690.00m，正常蓄水位以下庫(kù)容為10.15億m3，電站裝機(jī)容量為2600mw。電站的開(kāi)發(fā)任務(wù)主要為發(fā)電，樞紐由礫石土心墻堆石壩、左岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)和右岸三條泄洪洞及一條放空洞組成。導(dǎo)流方式為斷流圍堰，布置兩條初期導(dǎo)流隧洞和一條中期導(dǎo)流隧洞 。圖1.1 四川大渡河長(zhǎng)河壩泄洪隧洞模型（比例：1:50）圖1.1所示為本項(xiàng)目依托1:50的大渡河泄洪隧洞模型。一般認(rèn)為，當(dāng)混凝土過(guò)流面上水流流速在30m/s左右時(shí)，可根據(jù)具體情況確定是否設(shè)置摻氣減蝕設(shè)施，當(dāng)流速大

19、于35m/s時(shí)，應(yīng)設(shè)置摻氣減蝕設(shè)施。美國(guó)專家布格和蔣賽廷根據(jù)國(guó)內(nèi)外一些工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)后提出：當(dāng)水流空化數(shù)介于0.31.7時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制不平整度；當(dāng)介于0.120.3時(shí)，要采用摻氣設(shè)施；當(dāng)小于0.12時(shí)應(yīng)修改設(shè)計(jì)。一般認(rèn)為，當(dāng)混凝土過(guò)流面上水流流速在30m/s左右時(shí)，可根據(jù)具體情況確定是否設(shè)置摻氣減蝕設(shè)施，當(dāng)流速大于35m/s時(shí)，應(yīng)設(shè)置摻氣減蝕設(shè)施。本項(xiàng)目的入手工程四川大渡河長(zhǎng)河壩工程是高水頭壩，流速較大，根據(jù)模型試驗(yàn)結(jié)果得出的空化數(shù)以及流速結(jié)果該工程必須設(shè)置摻氣摻氣減蝕設(shè)施8。向高速水流中摻氣能防止或減輕空蝕破壞現(xiàn)象的事實(shí)早經(jīng)過(guò)大量國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐證明，但其原理至今還沒(méi)有從理論上完全弄清楚，尚

20、無(wú)統(tǒng)一的理論解釋，常從以下幾個(gè)方面說(shuō)明。(1)從能量守恒的觀點(diǎn)?？张轁邕^(guò)程中，若泡中含有空氣分子，需要消耗一定的能量，因而水流摻氣將直接降低最大沖擊壓力。(2)從空化數(shù)變化的觀點(diǎn)。水中摻氣后形成水氣兩相流，將使水體的密度減輕，即使流場(chǎng)其他參數(shù)不變，水流空化數(shù)將增大，降低了空蝕的風(fēng)險(xiǎn)。(3)從空泡潰滅的物理作用來(lái)看。水中摻氣后抗拉強(qiáng)度降低，將有利于空化的生成，但水流摻氣以后，即使過(guò)流斷面稍有不平整，局部出現(xiàn)負(fù)壓，但因水中摻有空氣，即使發(fā)生空化，負(fù)壓絕對(duì)值也將相應(yīng)減小，空化泡內(nèi)的壓力將因有空氣分子填充而提高；若空泡潰滅，其中的空氣分子將起到氣墊緩沖作用；同時(shí)空泡外層水體亦因有摻有空氣而具有可壓縮

21、性，對(duì)潰滅產(chǎn)生的微波傳遞起到衰減作用。因此，摻氣水流中空化潰滅所形成的瞬時(shí)壓力將有效降低，空蝕作用遂相應(yīng)減輕。1.2研究意義目前國(guó)內(nèi)外對(duì)氣泡瞬時(shí)形狀，形心位置以及氣泡運(yùn)動(dòng)軌跡的測(cè)量尚缺乏可靠的手段，而數(shù)字圖像測(cè)量技術(shù)因有諸多優(yōu)點(diǎn)，在量測(cè)摻氣水流中氣泡的大小，分布、運(yùn)動(dòng)速度等參數(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)和潛力5。本試驗(yàn)創(chuàng)新性地采用圖像處理技術(shù)，將其他行業(yè)的技術(shù)運(yùn)用于對(duì)摻氣槽保護(hù)長(zhǎng)度的研究，有利于直觀方便的觀察，降低研究成本，同時(shí)為水利行業(yè)的研究提供新的思路和方向。目前，水利工程上對(duì)于一種類型的泄洪隧洞的摻氣槽的設(shè)置沒(méi)有一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于摻氣槽的摻氣保護(hù)長(zhǎng)度也沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，這給工程的施工帶來(lái)極大的不便。

22、本次試驗(yàn)，我們通過(guò)幾種方法的綜合應(yīng)用與比較，探究出水流摻氣后氣泡的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定不同流速區(qū)域摻氣槽的有效保護(hù)長(zhǎng)度，給類似的泄洪隧洞的設(shè)計(jì)施工提供了一定的參考價(jià)值。1.3項(xiàng)目研究方法本課題中，我們采取水工模型試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，在水工模型試驗(yàn)中綜合傳統(tǒng)的測(cè)量摻氣濃度技術(shù)和創(chuàng)新的圖像處理技術(shù)來(lái)探究不同流速區(qū)域摻氣槽下游氣泡分布情況進(jìn)而歸納出摻氣槽摻氣后氣泡消散規(guī)律6。前期，我們通過(guò)查閱大量相關(guān)書(shū)籍和文獻(xiàn)資料，深化對(duì)空化空蝕和摻氣減蝕的了解，為后面的試驗(yàn)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；之后我們將在試驗(yàn)室進(jìn)行水工模型試驗(yàn)，運(yùn)用傳統(tǒng)的摻氣濃度儀測(cè)量摻氣濃度并輔助照相機(jī)拍照獲取氣泡的圖像，之后用matla

23、b、photoshop等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理與計(jì)算，得出灰度與氣泡濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上得出不同流速區(qū)域氣泡濃度分布情況7。后期，運(yùn)用fluent、ansys、tectop、catia 等軟件對(duì)四川大渡河長(zhǎng)河壩泄洪隧洞進(jìn)行數(shù)值模擬，根據(jù)實(shí)際環(huán)境進(jìn)行邊界條件的優(yōu)化設(shè)置，模擬出不同流速區(qū)域氣泡濃度分布情況，對(duì)比通過(guò)圖像處理技術(shù)的試驗(yàn)結(jié)果歸納得出有關(guān)高流速、緩底坡泄洪隧洞摻氣槽摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的規(guī)律。1.4項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容本次試驗(yàn)中首先用高速旋槳流速儀測(cè)出斷面的流速，并用測(cè)壓管得出該斷面相應(yīng)的壓強(qiáng)，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)環(huán)境運(yùn)用數(shù)值模擬軟件建立出與實(shí)際相似的泄洪隧洞模型，再通過(guò)在其上設(shè)置與水工模型相同數(shù)量的摻

24、氣槽進(jìn)行數(shù)值模擬，將模擬結(jié)果與通過(guò)運(yùn)用測(cè)量?jī)x器輔助圖像處理技術(shù)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，得出不同流速區(qū)域摻氣槽下游氣泡的分布情況，進(jìn)而分析得出氣泡的消散上浮規(guī)律，在此基礎(chǔ)上最終歸納出有關(guān)高流速緩底坡平斜直線式泄洪隧洞摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的規(guī)律。第2章 試驗(yàn)設(shè)備2.1測(cè)量?jī)x器設(shè)備 本試驗(yàn)中需要的設(shè)備主要有測(cè)量設(shè)備和攝影設(shè)備，其中測(cè)量試驗(yàn)設(shè)備清單如表2-1所示。圖2.1中左上為全站儀及三腳架，右上為北京遠(yuǎn)大qdf6熱球式數(shù)字風(fēng)速儀，左下為中科院cq62005摻氣濃度儀，右下為電磁流量計(jì)。表2.1測(cè)量試驗(yàn)設(shè)備清單用途設(shè)備名稱水位測(cè)量量水測(cè)針壓力測(cè)量?jī)x器測(cè)壓管、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)流速測(cè)量高速旋槳流速儀流

25、量測(cè)量ifm4080k型電磁流量計(jì)摻氣濃度測(cè)量中科院cq62005摻氣濃度儀風(fēng)速北京遠(yuǎn)大qdf6熱球式數(shù)字風(fēng)速儀模型制作安裝全站儀、水準(zhǔn)儀圖2.1試驗(yàn)儀器設(shè)備2.2主要測(cè)量?jī)x器設(shè)備介紹2.2.1cq6-2005型摻氣濃度儀c-q6-2005型摻氣濃度儀是在原cq6-2004型摻氣濃度儀的基礎(chǔ)上改進(jìn)的。采用了單片微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，并將處理的結(jié)果摻氣濃度時(shí)間平均值顯示在面板上。c-q6-2005型摻氣濃度儀的使用方法如下：(1)操作步驟第一，聯(lián)接摻氣濃度傳感器的引線，引入背面孔的“插線孔”。 第二，接通電源。 第三，按下儀器面板上的“滿度”按鈕。 第四，開(kāi)啟電源，預(yù)熱20分鐘以上。正常

26、時(shí)，示窗顯示100.0，且每秒鐘跳閃一次。 第五，將傳感器置于測(cè)試用清水水域，按下待測(cè)傳感器所接入的“通道”按鈕。 第六，按下儀器面板上的“調(diào)零”或“測(cè)量”按鈕，調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)通道的“清水調(diào)零電阻”（粗調(diào)加細(xì)調(diào)）旋鈕，使“顯示窗”示值為“0.0”。 第七，選定積分時(shí)間。 第八，將傳感器置于測(cè)量水域，按下儀器面板上的“調(diào)零”或“測(cè)量”按鈕進(jìn)行測(cè)量。(2)滿度標(biāo)定儀器的增益可能隨著時(shí)間產(chǎn)生微小的變化（漂移），但只要按下滿度按鈕，變化量就會(huì)自動(dòng)消除。滿度標(biāo)定由單片計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行，在電源開(kāi)啟的條件下，只要按下滿度按鈕，顯示值均設(shè)定為100.0，與傳感器引線接通與否，以及通道選擇狀態(tài)無(wú)關(guān)。因此，為了獲得準(zhǔn)確的

27、測(cè)量數(shù)據(jù)，最好在每次正式測(cè)量之前，均進(jìn)行一次滿度標(biāo)定。(3)清水清零c-q6-2005型摻氣濃度儀的設(shè)計(jì)清水電阻調(diào)節(jié)范圍是200-2400。由粗調(diào)電位器、細(xì)調(diào)電位器，和由波段開(kāi)關(guān)控制的固定電阻器組合完成。當(dāng)選用的傳感器電板形勢(shì)差異較大，或不同地獄的水質(zhì)差異較大時(shí)，傳感器的清水電阻可能超出出廠設(shè)定范圍。如若發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)面板“清水調(diào)零電阻”（粗調(diào)加細(xì)調(diào)）旋鈕，示值均不為零時(shí)，可打開(kāi)摻氣儀的底蓋板進(jìn)行調(diào)整。若示值總大于0.0，將對(duì)應(yīng)通道配置的波段開(kāi)關(guān)撥向標(biāo)明較大阻值的一端。相反，若示值總小于0.0，則應(yīng)撥向標(biāo)明較小阻值的另一端。仍然不能調(diào)零時(shí)，再由專業(yè)人員參照附錄的提示或在廠家指導(dǎo)下，采用更新跳

28、線的辦法解決。注：此操作應(yīng)在斷電情況下進(jìn)行！一般情況下，儀器內(nèi)部設(shè)置的固定及可變電阻器組合，通常能夠滿足無(wú)摻氣條件下的清水電阻調(diào)節(jié)，使儀器讀數(shù)為零。但在特殊情況下，若清水電阻已超出原儀器設(shè)置，此時(shí)應(yīng)由專業(yè)人員在廠家指導(dǎo)下，對(duì)固定電阻器進(jìn)行更換，以適應(yīng)更大的調(diào)零范圍，但在使用前應(yīng)進(jìn)行線性測(cè)試。2.2.2高速旋槳流速儀高速旋槳流速儀是一種大量程的江河水文測(cè)速儀器。可用于江、湖、渠道和水庫(kù)等水體，進(jìn)行各種高、中、低流速測(cè)量，也可用于電站壓力管道和某些科學(xué)試驗(yàn)中，進(jìn)行高速和特高速測(cè)量。當(dāng)水流作用于儀器感應(yīng)部分旋槳時(shí)，旋槳即產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，水流速度越快，旋槳轉(zhuǎn)速也越快。它們之間存在一定的函數(shù)關(guān)系，此關(guān)系是

29、通過(guò)水槽檢定而得出的。試驗(yàn)表明：起轉(zhuǎn)速度到臨界速度之間，函數(shù)呈曲線形式，而臨界流速以上則為一線性關(guān)系。每架儀器檢定結(jié)果，均附有vn關(guān)系曲線圖表和檢定公式： v = bna （2.1）式中v表示流速(m/s)；n表示旋槳轉(zhuǎn)速率，等于旋槳總轉(zhuǎn)數(shù)n與相應(yīng)測(cè)速歷時(shí)t之比；b表示水力螺距(對(duì)應(yīng)于原標(biāo)準(zhǔn)的k)單位是m；a為常數(shù)(對(duì)應(yīng)于原標(biāo)準(zhǔn)的c)單位是m/s；系數(shù)b、a值與旋槳和支承系統(tǒng)的性能有關(guān)。因此，對(duì)該部分零件務(wù)必小心地養(yǎng)護(hù)，否則將會(huì)影響測(cè)流結(jié)果。水流速度的測(cè)定，實(shí)際上乃是測(cè)量在預(yù)定時(shí)間內(nèi)流速儀轉(zhuǎn)子(旋槳)的轉(zhuǎn)數(shù)。旋槳轉(zhuǎn)數(shù)系利用儀器的接觸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換出電脈沖信號(hào)，經(jīng)由電線傳送到水面的計(jì)數(shù)器。旋槳每20轉(zhuǎn)

30、發(fā)出一個(gè)信號(hào)，因此，信號(hào)數(shù)乘20即為總轉(zhuǎn)數(shù)；測(cè)得相應(yīng)的歷時(shí)t，代入上式即可計(jì)算流速。以上至10m/s的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)水槽試驗(yàn)證明是一條直線。因此，如高速端受檢定設(shè)備限制，可只檢定至5m/s，利用上延方法公式延長(zhǎng)用至10m/s。低速曲線部分由實(shí)測(cè)點(diǎn)繪制。2.2.3單反相機(jī)單反，在光學(xué)上就是指單鏡頭反光，即slr(single lens reflex)，單鏡頭反光數(shù)碼相機(jī)，即digital數(shù)碼、single單獨(dú)、lens鏡頭、reflex反光的英文縮寫(xiě)dslr。它能使觀景窗中所看到的影像和膠片上永遠(yuǎn)一樣，它的取景范圍和實(shí)際拍攝范圍基本上一致，消除了旁軸平視取景照相機(jī)的視差現(xiàn)象。在這種系統(tǒng)中，反光鏡

31、和棱鏡的獨(dú)到設(shè)計(jì)使得攝影者可以從取景器中直接觀察到通過(guò)鏡頭的影像。單鏡頭反光照相機(jī)的構(gòu)造圖中可以看到，光線透過(guò)鏡頭到達(dá)反光鏡后，反射到上面的對(duì)焦屏并結(jié)成影像，透過(guò)接目鏡和五棱鏡，我們可以在觀景窗中看到外面的景物。拍攝時(shí)，當(dāng)按下快門(mén)鈕，反光鏡便會(huì)往上彈起，軟片前面的快門(mén)幕簾便同時(shí)打開(kāi)，通過(guò)鏡頭的光線(影像)便投影到軟片上使膠片感光，爾后反光鏡便立即恢復(fù)原狀，觀景窗中再次可以看到影像。單鏡頭反光相機(jī)的這種構(gòu)造，確定了它是完全透過(guò)鏡頭對(duì)焦拍攝的，它能使觀景窗中所看到的影像和膠片上永遠(yuǎn)一樣，它的取景范圍和實(shí)際拍攝范圍基本上一致，消除了旁軸平視取景照相機(jī)的視差現(xiàn)象，從學(xué)習(xí)攝影的角度來(lái)看，十分有利于直觀地

32、取景構(gòu)圖。常見(jiàn)的單反鏡頭比固定鏡頭相機(jī)提供了更廣泛的光圈范圍，尤其是增加了最大光圈（舉例來(lái)說(shuō)，在50毫米定焦鏡頭上可見(jiàn)到f1.4甚至到f1.0等級(jí)的最大光圈）。單反精確的取景和對(duì)焦，這一點(diǎn)對(duì)于微距和遠(yuǎn)距攝影特別重要。第3章 模型試驗(yàn)3.1 模型試驗(yàn)概況本項(xiàng)目主要針對(duì)高流速、緩底坡泄洪隧洞的特點(diǎn)，利用系統(tǒng)分析的方法，結(jié)合大渡河長(zhǎng)河壩水工試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，綜合運(yùn)用模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬、圖像處理等技術(shù)研究水流摻氣后氣泡的運(yùn)動(dòng)消散規(guī)律，從而得出不同流速區(qū)域適用于緩底坡泄洪隧洞的摻氣槽摻氣保護(hù)長(zhǎng)度的相關(guān)規(guī)律，以期對(duì)同類工程設(shè)計(jì)提供參考。在2012年5月至2012年9月期間，主要完成了試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取的工作。依托以1:

33、50的比例尺建立的四川大渡河長(zhǎng)河壩泄洪隧洞模型（如圖4-1），設(shè)置多組不同的試驗(yàn)條件，控制變量，運(yùn)用傳統(tǒng)測(cè)試方法插式和貼片式儀器測(cè)量不同點(diǎn)位處摻氣濃度，同時(shí)用單反相機(jī)獲取該點(diǎn)位處水流的照片。每個(gè)點(diǎn)位處進(jìn)行多次試驗(yàn)，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)在一定程度上的穩(wěn)定性。采集不同位置的數(shù)據(jù)點(diǎn)，獲得具有代表性的數(shù)據(jù)。 3.2 試驗(yàn)設(shè)備的使用及優(yōu)化3.2.1 照片效果優(yōu)化準(zhǔn)備在試驗(yàn)中，運(yùn)用控制變量法的思想，在拍照的時(shí)候要保持單反相機(jī)的視野范圍基本不變，需要控制相機(jī)到模型的距離一定，同時(shí)為了提高單反相機(jī)照相的質(zhì)量，決定制作一個(gè)斜木架來(lái)固定相機(jī)，同時(shí)標(biāo)上刻度，每次測(cè)量只要在相同的刻度處拍攝即可，按照拍攝需求以1:1比例畫(huà)出斜

34、木架結(jié)構(gòu)圖，如圖3.1所示。圖3.1 斜木架結(jié)構(gòu)圖但由于經(jīng)費(fèi)和工作人員的缺乏，斜木架并沒(méi)有做成，最后決定使用測(cè)量學(xué)實(shí)習(xí)時(shí)用的三腳架（如圖3.2）來(lái)替代斜木架，同時(shí)在平行于模型底板一定距離處設(shè)置一根參考線，使相機(jī)固定在三腳架上并沿著參考線方向獲取不同位點(diǎn)處的照片。反復(fù)試驗(yàn)后可達(dá)到與斜木架相同的效果。由此確定好固定照相機(jī)與泄洪隧洞模型距離的方案。圖3.2 固定相機(jī)的三腳架通過(guò)反復(fù)拍照，分別對(duì)比無(wú)底板、底板為黑色、底板為白色等顏色時(shí)拍出照片中氣泡的清晰度等情況，綜合考慮最終決定采用無(wú)底板和有黑色底板拍照，為后期處理照片做準(zhǔn)備，底板為黑色時(shí)照片如圖3.3所示。圖3.3底板為黑色時(shí)的相片3.2.2 cq

35、6-2005摻氣濃度儀的使用仔細(xì)研究學(xué)習(xí)使用cq6-2005摻氣濃度儀（如圖3.4），cq6-2005摻氣濃度儀采用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，面板顯示處理結(jié)果摻氣濃度時(shí)間平均值。體積小，可靠性高，便于攜帶和運(yùn)輸。內(nèi)設(shè)清水電阻范圍調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，可更大范圍選擇傳感器。濃度儀的技術(shù)指標(biāo)有以下幾項(xiàng)：(1)測(cè)量范圍：0.0100.0% (2)分 辨 率：0.1% (3)線 性 度：0.3% (4)零點(diǎn)漂移：0.2%（8小時(shí)） (5)采樣速度：1020次/秒 (6)積分時(shí)間：199s任選(7)六通道設(shè)置：可預(yù)調(diào)六個(gè)測(cè)點(diǎn)的清水電阻清水電阻調(diào)節(jié)范圍：270800、6601200兩檔或更大，阻值偏差5%圖3.4 中科院c

36、q6-2005摻氣濃度儀首先在使用cq6-2005摻氣濃度儀測(cè)量前，應(yīng)連接好電路，接通電源，按下調(diào)零按鈕在靜止清水中調(diào)零，然后按下滿度，顯示100（%），消除“漂移的影響”，等待一段時(shí)間后，按下測(cè)量按鈕開(kāi)始測(cè)量。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，熟練掌握插式摻氣濃度儀的使用方法，同時(shí)結(jié)合貼片式濃度儀，初步確定貼片式濃度儀測(cè)量的大概位置。3.3試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷耐晟?.3.1模型測(cè)量孔的優(yōu)化由于原來(lái)泄洪隧洞模型上打的孔不夠多，以致沒(méi)有足夠多的孔進(jìn)行不同點(diǎn)位插式摻氣濃度儀的測(cè)量。通過(guò)和老師探討，最終確定好測(cè)量點(diǎn)位的位置和泄洪隧洞上部打洞的位置后，聯(lián)系了試驗(yàn)室的師傅幫忙進(jìn)行打洞處理，以便我們接下來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量，如圖3.5所示。

37、3.3.2貼片式摻氣濃度儀的設(shè)置由于插式濃度儀測(cè)量時(shí)需手工控制儀器位置，不宜準(zhǔn)確定位測(cè)量，故決定結(jié)合貼片式共同測(cè)量。因此，模型孔打完后，進(jìn)行了貼貼片工作。在上、中、下游選取三個(gè)斷面，每個(gè)斷面分別進(jìn)行上、中、下部貼片處理，這樣就能準(zhǔn)確測(cè)量出一個(gè)斷面不同部位的摻氣濃度。貼完貼片要等膠干才能做試驗(yàn)，利用這段時(shí)間研究貼片原理，盡量將貼片使用的最好，如圖3.6所示。 圖3.5 插式濃度儀測(cè)量 圖3.6 貼片式濃度儀測(cè)量3.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取與整理為了研究不同流速下水流的摻氣情況和消散規(guī)律，通過(guò)改變水位和閘門(mén)開(kāi)度來(lái)控制流速。選定在1#洞的3#坎與4#坎之間，分別在校核水位（16594.6m）和設(shè)計(jì)水位（169

38、0.0m）兩個(gè)水位以及閘門(mén)全開(kāi)、0.75開(kāi)度和0.5開(kāi)度等三個(gè)開(kāi)度進(jìn)行試驗(yàn)。在不同的水頭下，我們的試驗(yàn)步驟是：首先用摻氣濃度儀測(cè)量摻氣濃度，然后用單反照相機(jī)在相同的距離及光照情況下對(duì)摻氣水流進(jìn)行拍攝照片。摻氣濃度的測(cè)量，以插式濃度測(cè)量?jī)x測(cè)量為主，輔助使用貼片式進(jìn)行精確測(cè)量。攝影方面，為了獲得最好的照片效果，我們對(duì)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別進(jìn)行無(wú)背景和黑色背景下的兩種拍攝，方便后期的圖像處理。3.4.1試驗(yàn)工況在閘門(mén)全開(kāi)的情況下，分別在校核水位（1694.6m）及設(shè)計(jì)水位（1690.0m）下進(jìn)行試驗(yàn)。由于開(kāi)始在3#坎和4#坎之間的泄洪隧洞模型上只挖了三個(gè)孔，很難研究水流的摻氣情況和消散規(guī)律。為了獲得更詳細(xì)的

39、試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在3#坎和4#坎之間又補(bǔ)挖了8個(gè)孔，現(xiàn)共有11個(gè)孔，每個(gè)流速下可獲得11個(gè)數(shù)據(jù)。除此之外，在 3#坎和4#坎之間隧洞壁上的合適位置貼了8個(gè)貼片來(lái)測(cè)量摻氣濃度，以獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。由此，運(yùn)用插式摻氣濃度儀并結(jié)合貼片式分別作了校核水位（1694.6m）閘門(mén)全開(kāi)、設(shè)計(jì)水位（1690.0m）閘門(mén)全開(kāi)、設(shè)計(jì)水位（1690.0m）閘門(mén)0.75開(kāi)度和設(shè)計(jì)水位（1690.0m）閘門(mén)0.5開(kāi)度等四個(gè)不同流速下的試驗(yàn)，得出了相應(yīng)工況時(shí)的摻氣濃度。3.4.2摻氣濃度值記錄仔細(xì)并分析比較多次試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均等數(shù)值計(jì)算，以減小數(shù)據(jù)的誤差。試驗(yàn)記錄草稿如圖3.7所示。圖3.7試驗(yàn)記錄草稿3.4.

40、3試驗(yàn)照片整理整理拍出的照片，分別編號(hào)整理，為后期圖像處理，建立濃度灰度對(duì)應(yīng)關(guān)系做準(zhǔn)備。(1)流速為5.25m/s時(shí)各測(cè)點(diǎn)照片,如圖3.8-3.17所示。 圖3.8 1號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.9 2號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.10 3號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.11 4號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.12 5號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.13 6號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.14 7號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.15 8號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.16 9號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.17 10號(hào)測(cè)點(diǎn) 觀察照片，可初步得知此時(shí)不同測(cè)點(diǎn)處水流照片表現(xiàn)出的顏色有些差別。(2)流速為5.08m/s時(shí)三測(cè)點(diǎn)照片，如圖3.18-3.20所示。 圖3.18 1號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.19 7號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.20 10號(hào)測(cè)點(diǎn)初步觀察上述三張照片，發(fā)現(xiàn)

41、此時(shí)三個(gè)測(cè)點(diǎn)處水流摻氣濃度有較大的差別，10號(hào)測(cè)點(diǎn)顏色較淺，說(shuō)明此處摻氣濃度較小。(3)流速為4.74m/s時(shí)各測(cè)點(diǎn)照片，如圖3.21-3.30所示。 圖3.21 1號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.22 2號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.23 3號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.24 4號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.25 5號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.26 6號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.27 7號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.28 8號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.29 9號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.30 10號(hào)測(cè)點(diǎn)觀察上述水流照片可知，不同測(cè)點(diǎn)摻氣濃度造成的水流顏色會(huì)有區(qū)別，10號(hào)測(cè)點(diǎn)顏色最淺。(4)流速為4.97m/s時(shí)各測(cè)點(diǎn)照片，如圖3.31-3.39所示。 圖3.31 1號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.32 2、3號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.33 4號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.

42、34 5號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.35 6號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.36 7號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.37 8號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.38 9號(hào)測(cè)點(diǎn) 圖3.39 10號(hào)測(cè)點(diǎn) 觀察上述水流照片可知，不同測(cè)點(diǎn)摻氣濃度造成的水流顏色會(huì)有區(qū)別。其中，10號(hào)測(cè)點(diǎn)顏色最淺，由此可初步判斷此處摻氣濃度較小。第4章 摻氣濃度值 校核水位和設(shè)計(jì)水位閘門(mén)全開(kāi)時(shí)，插式濃度儀測(cè)得的摻氣濃度以及貼片式測(cè)得的濃度值見(jiàn)下表所示。其中，插式濃度儀測(cè)量的隧洞中軸線上的相應(yīng)數(shù)據(jù)。表4.1 校核水位和設(shè)計(jì)水位閘門(mén)全開(kāi)時(shí)摻氣濃度測(cè)點(diǎn)樁號(hào)位置摻氣濃度（%）流速5.25m/s流速5.08m/s1700上8.158.27中6.507.70下9.008.642712上4.70中1.80

43、下8.613725上7.60中2.78下3.604740上6.50中3.40下1.435760上7.86中2.15下0.956780上8.50中3.70下0.457800上7.507.61中2.032.19下0.350.158820上8.20中2.48下0.259855上8.10中1.85下0.3210900上7.808.29中2.200.86下0.300.02 說(shuō)明：此表為插式摻氣濃度儀測(cè)量的隧洞中軸線上的數(shù)據(jù)校核水位閘門(mén)全開(kāi)時(shí)平均流速為5.25m/s,設(shè)計(jì)水位下閘門(mén)全開(kāi)時(shí)平均流速為5.08m/s。 表4.2 設(shè)計(jì)水位閘門(mén)0.5和0.75開(kāi)度時(shí)摻氣濃度測(cè)點(diǎn)樁號(hào)位置摻氣濃度（%）流速4.74m

44、/s流速4.97m/s1700上7.708.46下7.808.502712上6.137.84下8.408.333725上6.007.72下7.007.364740上7.097.60下0.550.935760上7.908.30下0.420.586780上8.408.28下0.200.547800上7.308.72下0.180.408820上6.408.20下0.040.379855上7.548.00下0.070.8010900上7.937.70下0.010.30說(shuō)明：此表為插式摻氣濃度儀測(cè)量的隧洞中軸線上的數(shù)據(jù)。測(cè)點(diǎn)樁號(hào)位置摻氣濃度（%）流速4.74m/s流速4.97m/s1700上0.68下2

45、.973.815760上9.15下0.640.967800上9.52下0.670.9810900上下0.701.01表4.3 設(shè)計(jì)水位閘門(mén)0.5和0.75開(kāi)度時(shí)摻氣濃度 說(shuō)明：此表中數(shù)值為貼片式濃度儀測(cè)量值，設(shè)計(jì)水位0.5開(kāi)度下平均流速為4.74m/s，設(shè)計(jì)水位0.75開(kāi)度下平均流速4.97m/s。第5章 摻氣濃度分布規(guī)律5.1摻氣濃度曲線由上述不同工況時(shí)試驗(yàn)數(shù)值，可作出不同流速下不同區(qū)域摻氣濃度的分布情況。用excel作出相應(yīng)的摻氣濃度曲線，如下所示。圖5.1 流速5.25m/s時(shí)上部摻氣濃度曲線圖5.2 流速5.25m/s時(shí)中部摻氣濃度曲線圖5.3 流速5.25m/s時(shí)下部摻氣濃度曲線 初

46、步分析圖5.1、5.2、5.3可知，同一測(cè)點(diǎn)處上下不同部位摻氣濃度值不同。圖5.4 流速4.74m/s時(shí)上部摻氣濃度曲線圖5.5 流速4.74m/s時(shí)下部摻氣濃度曲線 初步分析圖5.4、5.5可知，同一測(cè)點(diǎn)下部和上部摻氣濃度隨著距摻氣槽距離的變化趨勢(shì)不同。圖5.6 流速4.97m/s時(shí)上部摻氣濃度曲線 圖5.7 流速4.97m/s時(shí)下部摻氣濃度曲線 分析圖5.6、5.7可得出與上面相同的結(jié)論，同一測(cè)點(diǎn)下部和上部摻氣濃度隨著距摻氣槽距離的變化趨勢(shì)不同。綜合對(duì)比上述摻氣濃度曲線可得出下面結(jié)論：(1)同一測(cè)點(diǎn)的同一部位的摻氣濃度隨著流速的增大而增大。(2)同一流速下，水流上部的摻氣濃度由于自摻氣作用

47、，沿程變化不大，且摻氣濃度較大；水流中部，摻氣濃度在摻氣坎下游較短距離內(nèi)迅速減小，后面保持一較穩(wěn)定的數(shù)值；水流底部，摻氣濃度在摻氣坎下游遞減較快，后面摻氣濃度接近零。(3)插式摻氣濃度儀和貼片式摻氣濃度儀在同一測(cè)點(diǎn)的不同位置測(cè)量，插式濃度儀測(cè)的為隧洞底部中軸線上的摻氣濃度，貼片式濃度儀測(cè)的為隧洞底部側(cè)面洞壁處的摻氣濃度，由數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)同一樁號(hào)、同一高程的隧洞中軸線處的摻氣濃度比側(cè)面洞壁處的摻氣濃度大。(4)從拍攝的圖像分析得，摻氣濃度較大處其水流較白，原因是摻氣使空氣進(jìn)入水流，形成很多微小氣泡，使水流泛白。5.2摻氣保護(hù)長(zhǎng)度室內(nèi)抗空蝕材料試驗(yàn)給出，混凝土材料的免蝕標(biāo)準(zhǔn)是氣水比，折算為水流摻氣濃度；

48、減蝕有效的氣水比，折算為水流摻氣濃度。已有工程的原型資料表明：若近底濃度，既可避免遭受空蝕破壞；當(dāng)，過(guò)流面遭受空蝕破壞的程度已可明顯減輕。故現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)一般采用：（1） 一般過(guò)水建筑物減蝕標(biāo)準(zhǔn)采用；（2） 重要過(guò)水建筑物防蝕標(biāo)準(zhǔn)采用?？梢愿鶕?jù)工程要求適當(dāng)調(diào)整防洪有效最低濃度值（）來(lái)估計(jì)摻氣坎后的有效保護(hù)范圍。對(duì)于本項(xiàng)工程，此文中按照近底濃度來(lái)確定其摻氣保護(hù)長(zhǎng)度，即取防蝕標(biāo)準(zhǔn)。采用相當(dāng)于原型3倍空腔長(zhǎng)度的近底摻氣濃度作為起始條件。這樣做的理由是：通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)認(rèn)識(shí)到，摻氣坎射流回落至底板時(shí)的挾氣，一部分來(lái)自射流底緣摻氣層挾氣，另一部分來(lái)自射流沖擊底板產(chǎn)生旋滾時(shí)的挾氣，后者的影響因素有水流速度、空腔形態(tài)、沖擊角度、逆向回流旋滾等，情況十分復(fù)雜。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示：在空腔下游倍空腔范圍內(nèi)，水中摻氣狀況處于調(diào)整階段，近地濃度值迅速減小，呈近程急變區(qū)；至（為空腔長(zhǎng)度）斷面以后，氣泡逸離底板的速率才明顯減緩，這時(shí)近底濃度顯示了遠(yuǎn)程緩變特征（線性遞減），可作為決定保護(hù)范圍的沿程濃度緩變的起始條件。根據(jù)時(shí)啟燧編著的高速水氣兩相流查得，摻氣設(shè)施有效保護(hù)范圍可按照下式計(jì)算：式中