本文基于能量法，列出拍門運(yùn)動的通用方程，然后以典型泵站為例，針對不同類型拍門（不同的安裝形式、門頁數(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，通過分析對比，綜合評價(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)動的通用方程 停泵閉門期間拍門的運(yùn)動可分為正轉(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)，拍門主要受動水壓力、運(yùn)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(dǎo)拍門運(yùn)動的通用方程［１］。依次求得水流沖力、運(yùn)動阻力、附加阻力、浮重和動水壓力對拍門產(chǎn)生的力矩Ｍ１、ＭＲ、ＭＤ、Ｍｓ和ＭＹ［４］，并按照動量矩定理，

拍門在正流階段關(guān)閉，得閉門角速度ωｍ；若ｔ＞ＴＢ，則拍門在逆流階段關(guān)閉［２］，求得正流結(jié)束時(shí)拍門的角度αＢ，并運(yùn)用公式（３）求得拍門從αＢ至０的關(guān)閉歷時(shí)ｔ′，通過試算，直至ｔ′與ＴＢＣ的比值和所設(shè)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(dāng)有緩沖橡皮且布置在撞擊中心時(shí)，撞擊力的計(jì)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(yùn)動阻力；ｍ、ｎ為ＰＹ、Ｒ的作用點(diǎn)距門鉸軸的距離與撞擊中心距門鉸軸的距離之比；

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，通過試算可得不同材質(zhì)拍門在不同安裝情況下的開啟角α０；