本文基于能量法，列出拍門運(yùn)動(dòng)的通用方程，然后以典型泵站為例，針對(duì)不同類型拍門（不同的安裝形式、門頁(yè)數(shù)和材質(zhì)等），分析計(jì)算同等條件下拍門的開啟角和撞擊力，通過(guò)分析對(duì)比，綜合評(píng)價(jià)他們的優(yōu)缺點(diǎn)，提出相關(guān)的結(jié)論及建議。論文對(duì)拍門的研究和工程設(shè)計(jì)有重要參考意義。
１拍門運(yùn)動(dòng)的通用方程 停泵閉門期間拍門的運(yùn)動(dòng)可分為正轉(zhuǎn)正流和正轉(zhuǎn)逆流２種情況。當(dāng)在正流階段關(guān)閉時(shí)，拍門主要受水流沖力、運(yùn)動(dòng)阻力、附加阻力及浮重力的作用；逆流階段關(guān)閉時(shí)，拍門主要受動(dòng)水壓力、運(yùn)動(dòng)阻力、附加阻力、浮重力的作用。其中，后３種力對(duì)門軸的力矩與正流階段相同。圖１為流道出口拍門的幾何傾角及安裝示意圖，由此可推導(dǎo)拍門運(yùn)動(dòng)的通用方程［１］。依次求得水流沖力、運(yùn)動(dòng)阻力、附加阻力、浮重和動(dòng)水壓力對(duì)拍門產(chǎn)生的力矩Ｍ１、ＭＲ、ＭＤ、Ｍｓ和ＭＹ［４］，并按照動(dòng)量矩定理，

不同材質(zhì)拍門的開啟角和撞擊力 制造拍門的材料可以是鋼鐵、木材或人工復(fù)合材料，他們對(duì)拍門水力特性的影響主要反映在拍門的浮重上（含浮箱式拍門）。為便于比較，這里仍以百里洲泵站為例，且拍門的材料分別為鋼質(zhì)和人工復(fù)合材料（復(fù)合材料的密度ρ＝１５００～２０００ｋｇ／ｍ３，相對(duì)密度為１．５～２．０，只有碳鋼密度的１／４～１／５，取復(fù)合材料的比重為１．８，分析同口徑、同條件下不同材質(zhì)拍門對(duì)開啟角和撞擊力的影響。根據(jù)上述條件，利用公式（１）先求出不同材質(zhì)拍門的浮重Ｇ，再計(jì)算浮重對(duì)門軸的力矩ＭＧ，并且在求出拍門運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)的Ｍｃ后，通過(guò)試算可得不同材質(zhì)拍門在不同安裝情況下的開啟角α０；

由以上分析計(jì)算可知：采用比重小的復(fù)合材料，在其質(zhì)量與鋼質(zhì)拍門相同時(shí)，會(huì)增大拍門體積，減小拍門浮重。同理，在***拍門體積不變的情況下，會(huì)減小拍門質(zhì)量，亦可減小拍門浮重。由表４可以看出，①同等條件下，采用比重小的復(fù)合材料后，拍門的開啟角大于鋼質(zhì)拍門的開啟角。其中自由起落式拍門和井蓋式拍門，其復(fù)合材料拍門開啟角比鋼質(zhì)拍門大１０％～１５％；而自由側(cè)翻式復(fù)合材料拍門開啟角僅比其鋼質(zhì)拍門開啟角大４％左右。這是由于自由側(cè)翻式拍門在使用復(fù)合材料后，其浮重力對(duì)門軸的力矩ＭＧ變化量遠(yuǎn)小于自由起落式和井蓋式，而水流沖力對(duì)門軸的力矩是不變的，故使用復(fù)合材料后，自由側(cè)翻式拍門的開啟角變化小于自由起落式和井蓋式。

②閉門撞擊力方面，復(fù)合材料拍門也比鋼質(zhì)拍門小很多，其中自由側(cè)翻式復(fù)合材料拍門閉門撞擊力比鋼質(zhì)拍門減?。梗叮?，自由起落式復(fù)合材料拍門比鋼質(zhì)拍門減?。常梗担ィw式復(fù)合材料拍門比鋼質(zhì)拍門減?。玻福担ァ＃撤N安裝形式中，自由側(cè)翻式復(fù)合材料拍門閉門撞擊力減小幅度較小，這是由于采用復(fù)合材料后，整個(gè)閉門過(guò)程中，自由側(cè)翻式拍門浮重力對(duì)門軸的力矩ＭＧ變化量小于自由起落式拍門和井蓋式拍門，并且自由側(cè)翻式拍門起始關(guān)閉角α０變化幅度也小于自由起落式拍門和井蓋式拍門。

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