RU2016164C1 - Гаситель энергии водного потока - Google Patents

Гаситель энергии водного потока Download PDF

Info

Publication number
RU2016164C1
RU2016164C1 SU4941555A RU2016164C1 RU 2016164 C1 RU2016164 C1 RU 2016164C1 SU 4941555 A SU4941555 A SU 4941555A RU 2016164 C1 RU2016164 C1 RU 2016164C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
row
water
checkers
stilling
last
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Н.В. Лебедев
В.Ф. Проданов
М.Г. Шукаловская
В.Ф. Торгашов
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова
Priority to SU4941555 priority Critical patent/RU2016164C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2016164C1 publication Critical patent/RU2016164C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Sewage (AREA)

Abstract

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения энергии потока воды в нижнем бьефе водопропускных сооружений. Цель изобретения - повышение эффективности гашения энергии и снижение эксплуатационных затрат. Предложенный гаситель энергии водного потока включает установленные поперечными рядами на водобое энергогасящие шашки, линейные размеры которых в плане уменьшаются по направлению движения потока от первого к последнему ряду, а высота их увеличивается от первого к третьему ряду, от которого затем уменьшается к последнему ряду. Энергогасящие шашаки дополнительно снабжены трубами для подачи под давлением воздуха или водовоздушной смеси. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения энергии потока воды в нижнем бьефе водопропускных сооружений.
Известны конструкции для активного гашения энергии потока в нижнем бьефе водопропускных сооружений, основанные на введении в поток различных механических препятствий и состоящие из расположенных в определенном порядке водобойных стенок, сплошных и прорезанных пирсов, свай, шашек и т.п. Все эти энергогасящие устройства обладают реактивным диссипативным и распределительным воздействием на поток. Использование этих гасителей позволяет сократить длину участка сопряжения и длину крепления в нижнем бьефе, а также стоимость сооружения в целом [1].
К недостаткам этих гасителей следует отнести следующее: при изменении условий работы ГТС, а именно, увеличение расхода сверх проектного, снижение горизонтов воды в нижнем бьефе, работа сооружения неполным фронтом, эти устройства не обеспечивают в достаточной степени эффективного гашения энергии потока, что сопровождается размывом и увеличением расходов на ремонт сооружения.
Известны также конструкции гасителей энергии водного потока, при работе которых осуществляется воздействие на поток совокупности механических и немеханических средств [2].
Однако, данная конструкция обеспечивает лишь частичное гашение энергии потока за счет имеющегося порога и не обеспечивает гашения турбулентных струй, которые вызывают размывы за сооружением, что требует дополнительных эксплуатационных расходов.
Цель изобретения - повышение эффективности гашения энергии и снижение эксплуатационных затрат.
Это достигается тем, что в гасителе энергии водного потока, включающем установленные поперечными рядами на водобое энергогасящие шашки, последние выполнены с уменьшающимися линейными размерами в плане от первого к последнему ряду, увеличивающейся высотой от первого к третьему ряду и уменьшающейся высотой от третьего ряда к последнему.
Кроме того, шашки могут быть снабжены трубами для подачи под давлением воздуха или водовоздушной смеси.
На чертеже показан предлагаемый гаситель.
Он включает в себя волногасящие элементы, выполненные в виде шашек 1 и установленные на водобое 2 поперечными рядами, причем линейные размеры шашек уменьшаются в плане по направлению водного потока от первого к последнему ряду, а высота их вначале увеличивается от первого к третьему ряду, а затем уменьшается от третьего к последнему.
Линейные размеры шашек первого ряда определяют конструктивно в зависимости от длины водосливного фронта, а последующих рядов - по зависимости аi+1 = ai+1=
Figure 00000001
. Расстояние между вертикальными осями шашек в 1-4 рядах определятся по формуле bi = 2bi= 2
Figure 00000002
. Начиная с четвертого ряда, шашки могут быть установлены в шахматном порядке с одинаковым интервалом.
Высота элементов первого и второго, четвертого и восьмого рядов определяется конструктивно по зависимостям соответственно
Figure 00000003
Figure 00000004
и
а высота третьего ряда (наиболее высокого ряда энергогасящих элементов) принимается в пределах h = (0,25 - 0,5)hб, где l1 - расстояние до ряда от щитового створа;
lб - расстояние от ряда до конца водобоя;
hб - бытовая глубина потока.
Для определения расстояния между первым и вторым, вторым и третьим рядами используют зависимость l = 40Fr, а для расстояния между третьим и четвертым, четвертым и пятым рядами - соответственно зависимости l = 30 Fr и l = 20 Fr.
Все приведенные выше зависимости получены экспериментальным путем.
Для улучшения энергогасящего эффекта шашки 1 имеют в плане форму квадрата и установлены ребром в направлении потока. Кроме того, в волногасящих элементах выполнены отверстия 3, к которым по трубам 4 от компрессора 5 подают воздух (водовоздушная смесь), который воздействует на водный поток. Распределительные трубы 4 размещены в теле водобоя 2. Для обеспечения равномерной подачи воздуха (водовоздушной смеси) в отверстия 3 по длине трубы 4 ее площадь должна быть не менее суммарной площади всех отверстий, n на ней, т.е.
D2 ≥ nd2, где D и d - диаметры соответственно трубы 4 и отверстий 3 в шашках 1.
Труба 4 может быть выполнена либо в теле водобоя 2, либо на поверхности последнего.
Принцип действия гасителя заключается в следующем.
Водный поток, набегая на шашки 1 первого ряда, частично теряет энергию за счет торможения, изменения направления, диссипации. При этом у дна на высоте шашек 1 геометрические размеры вихрей не могут превышать геометрических размеров энергогасящих элементов. Последние второго и третьего рядов оказывают аналогичное воздействие на поток на большем расстоянии от дна водобоя 2 за счет увеличения собственной высоты. Шашки 1 четвертого и последующих рядов, воздействуя на поток на своей высоте, защищают, в основном, дно отводящего канала от воздействия крупномасштабных вихрей с низкой частотой.
Воздух (водовоздушная смесь), подводимый к шашкам 1, не создавая заметных сопротивлений потоку, обеспечивает смещение энергетической плотности пульсаций в область более высоких частот, разрушая вихри крупных геометрических размеров, проходящие над поверхностью шашек, на более мелкие. Следует уточнить, что для эффективности воздействия воздушной завесы необходимо, чтобы скорость выходящего из отверстий 3 воздуха была не менее 0,3-0,5 скорости потока на водобое 2.
Оценить эффективность воздействия возмущений на поток можно при помощи спектрального анализа процесса пульсации скоростей потока. Эффективность тем выше, чем меньшее значение приобретает массовая энергетическая плотность пульсаций скоростей в придонной области потока и чем выше по частоте пиковая нагрузка. Снижение нагрузок в низкочастотной области спектра и смещение пиковых нагрузок в область более высоких частот обеспечивает возможность существенного облегчения конструкции рисбермы, которая устраивается за водобоем и предохраняет отводящее русло от размыва в непосредственной близости к водобою.
Применение свайно-шашечных гасителей обеспечивает снижение осредненных придонных скоростей, снижение нагрузки в низкочастотной области спектра. Глубина воронки размыва при этих гасителях по сравнению с гладким водобоем снижается в 1,5-2 раза.
Затраты на свайно-воздушные гасители могут быть эффективными при снижении затрат на ежегодные ремонты, а также снижаются капитальные затраты по рисберме.
Применение водовоздушных гасителей способствует насыщению воды кислородом, что благоприятно сказывается на развитии ихтиофауны в водотоках.

Claims (2)

1. ГАСИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ВОДНОГО ПОТОКА, включающий установленные поперечными рядами на водобое энергогасящие шашки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, шашки выполнены с уменьшающимися линейными размерами в плане от первого к последнему ряду, увеличивающейся высотой от первого к третьему ряду и уменьшающейся высотой от третьего ряда к последнему.
2. Гаситель по п.1, отличающийся тем, что шашки снабжены трубами для подачи под давлением воздуха или водовоздушной смеси.
SU4941555 1991-06-04 1991-06-04 Гаситель энергии водного потока RU2016164C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4941555 RU2016164C1 (ru) 1991-06-04 1991-06-04 Гаситель энергии водного потока

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4941555 RU2016164C1 (ru) 1991-06-04 1991-06-04 Гаситель энергии водного потока

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2016164C1 true RU2016164C1 (ru) 1994-07-15

Family

ID=21577324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4941555 RU2016164C1 (ru) 1991-06-04 1991-06-04 Гаситель энергии водного потока

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2016164C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114718028A (zh) * 2021-12-10 2022-07-08 中铁十四局集团第二工程有限公司 一种用于水流消能的双层分散消能装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Гидротехнические сооружения. Под ред. Н.П.Розанова. М.: Агропромиздат, 1985, с.88, рис.434. *
2. Авторское свидетельство СССР N 1504307, кл. E 02B 8/06, 1989. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114718028A (zh) * 2021-12-10 2022-07-08 中铁十四局集团第二工程有限公司 一种用于水流消能的双层分散消能装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN208251034U (zh) 一种水电水利工程消能区防护结构
RU2484203C1 (ru) Водовыпуск-стабилизатор расхода воды из каналов с бурным режимом течения
ES2144539T3 (es) Buza sumergida para colada continua.
RU2016164C1 (ru) Гаситель энергии водного потока
RU2523530C1 (ru) Гаситель энергии водного потока
Eloubaidy et al. Dissipation of hydraulic energy by curved baffle blocks
CN216006865U (zh) 一种水电站消能用的消力坎
SU1613533A1 (ru) Водобойное устройство водосброса плотины
RU2557184C1 (ru) Гаситель энергии водного потока
SU1262000A1 (ru) Устройство дл гашени энергии потока водосбросного сооружени
SU1191516A1 (ru) Конструкци креплени нижнего бьефа водопропускного гидротехнического сооружени
SU1373753A1 (ru) Водосбросное сооружение
RU2633774C1 (ru) Гаситель энергии водного потока
SU1110866A1 (ru) Гаситель энергии потока
RU2339762C1 (ru) Рыбоход для привлечения и пропуска рыбы из нижнего бьефа гидроузла в верхний бьеф
SU1030474A1 (ru) Вихревой гаситель энергии потока
RU2718803C1 (ru) Гаситель энергии водного потока
SU1744184A1 (ru) Гаситель энергии потока в быстротечных открытых каналах
CN217580021U (zh) 一种泄洪洞出口处的弧形消力墙
SU971994A1 (ru) Водосброс
Tullis et al. Impact dissipators
SU933866A1 (ru) Гаситель энергии водного потока
KR100411449B1 (ko) 사이펀 장치
CN214497426U (zh) 一种跌坎消力池
RU86602U1 (ru) Рыбозащитный струегенератор