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拍門運動的通用方程 停泵閉門期間拍門的運動可分為正轉正流和正轉逆流２種情況。當在正流階段關閉時，拍門主要受水流沖力、運動阻力、附加阻力及浮重力的作用；逆流階段關閉時，拍門主要受動水壓力、運動阻力、附加阻力、浮重力的作用。其中，后３種力對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，由此可推導拍門運動的通用方程［１］。依次求得水流沖力、運動阻力、附加阻力、浮重和動水壓力對拍門產生的力矩Ｍ１、ＭＲ、ＭＤ、Ｍｓ和ＭＹ［４］，并按照動量矩定理，可得拍門的運動方程為：上述２個方程均可轉變為關于α的二階微分方程，從而求得拍門關閉時運動角速度表達式。首先求解方程（２）

得拍門關閉時運動角速度的表達式，然后采用分段積分近似求解關閉歷時ｔ，若ｔ≤ＴＢ，則拍門在正流階段關閉，得閉門角速度ωｍ；若ｔ＞ＴＢ，則拍門在逆流階段關閉［２］，求得正流結束時拍門的角度αＢ，并運用公式（３）求得拍門從αＢ至０的關閉歷時ｔ′，通過試算，直至ｔ′與ＴＢＣ的比值和所設的***終作用水頭與可能作用水頭比值相同［４］，得出***終的角速度ωｍ。當有緩沖橡皮且布置在撞擊中心時，撞擊力的計算公式為：式中：Ｎ為拍門閉門撞擊力；ＰＹ為門外水壓力；Ｒ為運動阻力；ｍ、ｎ為ＰＹ、Ｒ的作用點距門鉸軸的距離與撞擊中心距門鉸軸的距離之比；ｓ為緩沖橡皮塊與拍門的接觸面積；Ｅ為像皮塊的彈性模量；ｌ為橡皮塊厚度；Ｊｐ為計及附加阻力影響時拍門的轉動慣量；ωｍ為拍門閉門前角速度；ＬＮ為撞擊力作用點到鉸軸線的距離；ＭＹ、ＭＲ分別為水壓力、水流阻力對門鉸所造成的力矩。以上是不同安裝形式、淹沒狀態正逆流條件下拍門運動的通用方程。在拍門口徑一定、工況條件相同時，這些方程僅是圖１中傾角δ和γ的函數。取不同的δ和γ，可得特定安裝形式拍門的運動方程。如當δ＝９０°時，可推得自由起落式拍門的運動方程；當δ不等于０°或９０°時，可推得有自閉能力的自由側翻式拍門的運動方程；當γ＝９０°時，可推得井蓋式拍門的運動方程。他們都是后面分析計算的重要依據。