RU2609243C1 - Flow energy damper - Google Patents

Flow energy damper Download PDF

Info

Publication number
RU2609243C1
RU2609243C1 RU2016100505A RU2016100505A RU2609243C1 RU 2609243 C1 RU2609243 C1 RU 2609243C1 RU 2016100505 A RU2016100505 A RU 2016100505A RU 2016100505 A RU2016100505 A RU 2016100505A RU 2609243 C1 RU2609243 C1 RU 2609243C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
flow
outlet
water
well
Prior art date
Application number
RU2016100505A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Голубенко
Original Assignee
Михаил Иванович Голубенко
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 Михаил Иванович Голубенко filed Critical Михаил Иванович Голубенко
Priority to RU2016100505A priority Critical patent/RU2609243C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2609243C1 publication Critical patent/RU2609243C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B8/00Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
    • E02B8/06Spillways; Devices for dissipation of energy, e.g. for reducing eddies also for lock or dry-dock gates

Landscapes

  • Pipe Accessories (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention relates to hydraulic engineering and can be used to damper energy of a water flow in afterbay of the hydrotechnical facility. The flow energy damper comprises a horizontal section of a water channel 1 and a chamber 3 having a cylindrical shape. The chamber 3 has installed inside fairing 4 having diamond shape with concave top walls 5, and bottom walls 6 are made in form of a truncated cone, its top 7 is directed coaxially to center of an outlet opening 8 of the chamber 3. Wherein the chamber 3 has bottom edges 9 bent to radius. Besides, in a well 11 a horizontal shelf 10 is secured coaxially with output opening 8 of the chamber 3. The horizontal shelf 10 is located above the outlet opening of the drainage pipeline 12.
EFFECT: increased operation efficiency at path of nonfixed liquid flow due to local collisions of the pulse water flow and flow leaving the stilling pool to the drainage pipeline under conditions of variable water level in the dampening chamber.
2 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для гашения энергии потока воды в нижнем бьефе гидротехнического сооружения.The invention relates to hydraulic engineering and can be used to extinguish the energy of a water stream in the downstream of a hydraulic structure.

Известен гаситель энергии потока, включающий подводящую трубу, входящую в кожух, выполненный в виде усеченного конуса, поверхность которого перфорирована (Авторское свидетельство SU №1036835, E02B 8/06 от 23.08.1982).Known flow energy damper, including the inlet pipe entering the casing, made in the form of a truncated cone, the surface of which is perforated (Copyright certificate SU No. 1036835, E02B 8/06 from 08.23.1982).

Недостатком известного гасителя является то, что он работает эффективно при пропуске оптимального расхода, если расход выше или ниже оптимального, эффективность и надежность работы гасителя понижается, так как струи, вытекающие через перфорацию в кожух, мало изменяют направление потока, а следовательно, соударение их малоэффективно гасит энергию потока. Кроме того, занесение заглушенного торца усеченного конуса песком и гравием уменьшает реактивное воздействие через перфорацию на водный поток, т.е. они засоряются. В результате всего этого, соударение струй также нарушается, т.е. меняется живое сечение перфорированной напорной трубы.A disadvantage of the known absorber is that it works efficiently when the optimal flow rate is skipped, if the flow rate is higher or lower than the optimal flow rate, the efficiency and reliability of the damper are reduced, since the jets flowing through the perforation into the casing change the flow direction little, and therefore their impact is ineffective extinguishes energy of a stream. In addition, the inclusion of a muffled end face of a truncated cone with sand and gravel reduces the reactive effect through perforation on the water flow, i.e. they are clogged. As a result of all this, the collision of the jets is also violated, i.e. the live section of the perforated pressure pipe changes.

Известен также гаситель энергии потока, включающий цилиндрический водобойный колодец, делитель потока в два отвода, тангенциально соединенные с колодцем, плиты гасителя установлены на стойках с возможностью вертикального их перемещения и выполнены со стенками, расположенными по их периметру (Авторское свидетельство SU №1059054, E02B 8/06 от 07.12.1983).Also known is a flow energy damper, including a cylindrical water well, a two-way flow divider tangentially connected to the well, damper plates mounted on racks with the possibility of their vertical movement and made with walls located along their perimeter (Copyright certificate SU No. 1059054, E02B 8 / 06 dated 12/07/1983).

Недостатком известного гасителя является то, что оно усложнено конструкцией плит, связанных с пригрузочными емкостями, заполняемыми водой. При этом не исключается ударное воздействие на элементы крепления отводящего канала, а это не способствует достаточному сглаживанию поверхности воды. Таким образом, эффективность гашения энергии потока в отводящем канале недостаточна. Кроме того, усложнение конструкции плит из-за сложных железобетонных работ требует устойчивости их всплытия в вертикальном положении, ограниченных стойками плит, при этом их может заклинить при перемещениях, в случае перекосов, так как усилие равнодействующей гидростатического давления в колодце в разных точках происходит не равномерно по всей напорной плоскости плит.A disadvantage of the known damper is that it is complicated by the design of the plates associated with loading containers filled with water. At the same time, impact on the fastening elements of the outlet channel is not excluded, and this does not contribute to sufficient smoothing of the water surface. Thus, the efficiency of quenching the energy of the flow in the discharge channel is insufficient. In addition, the complexity of the design of the slabs due to complex reinforced concrete work requires the stability of their ascent in a vertical position, limited by the struts of the slabs, while they can jam during movements, in case of distortions, since the force of the resultant hydrostatic pressure in the well at different points does not occur evenly over the entire pressure plane of the plates.

Следует понимать, что под нестационарным понимается поток жидкости, в котором расход (скорость) изменяются во времени. К нестационарным течениям относятся широко встречаемые в технике переходные процессы, при которых расход меняется от одного до другого установившегося движения. В частном случае, расход изменяется от нуля до установившегося максимального значения, отводимого в отводящий водовод.It should be understood that unsteady is understood as a fluid flow in which the flow rate (speed) changes over time. Unsteady flows include transients widely encountered in technology, in which the flow rate varies from one steady state motion to another. In the particular case, the flow rate changes from zero to the steady-state maximum value diverted to the outlet conduit.

Таким образом, если имеет место накопление энергии в колодце в виде турбулентного перемешивания жидкости, то происходит нестационарный период переходного процесса. Этот процесс образования движения нестационарности может отрицательно сказываться на отсутствии сглаживания волны потока в отводящем водоводе.Thus, if there is an accumulation of energy in the well in the form of turbulent mixing of the liquid, an unsteady transition period occurs. This process of the formation of unsteady motion can adversely affect the absence of smoothing of the flow wave in the outlet conduit.

Наиболее близким к предложенному по назначению, технической сущности и достигаемому результату является вихревой гаситель, который для повышения эффективности гашения избыточной энергии сбрасываемого потока включает горизонтальный участок водовода, кольцевую камеру гашения и носки-трамплины (Авторское свидетельство SU №1030474, E02B 8/06 от 23.07.1983).The closest to the proposed purpose, technical nature and the achieved result is a vortex absorber, which, to increase the efficiency of extinguishing the excess energy of the discharged stream, includes a horizontal section of the conduit, an annular extinguishing chamber and ski jumps (Copyright certificate SU No. 1030474, E02B 8/06 of 23.07 .1983).

Недостатки известного устройства:The disadvantages of the known device:

взаимодействие струй и потоков в пределах кольцевой камеры способствует концентрации расхода на узком фронте, в результате местные скорости сохраняют высокие значения, что приводит к размыву дна гасителя;the interaction of jets and flows within the annular chamber contributes to the concentration of the flow at a narrow front, as a result, local velocities remain high, which leads to erosion of the bottom of the damper;

сложность его конструкции и эксплуатации из-за наличия изменения струй трамплинами, при этом отсутствуют условия гашения энергии при изменении расходов и колебаниях уровней в камере, т.е. не изменяется живое сечение камеры гашения;the complexity of its design and operation due to the presence of a change in the jets by the jumps, while there are no conditions for extinguishing energy when the flow rate changes and the level fluctuations in the chamber the live section of the blanking chamber does not change;

гидродинамическая нагрузка увеличивается, а следовательно, эффект закручивания недостаточен;the hydrodynamic load increases, and therefore, the twisting effect is insufficient;

работа гасителя эффективна при пропуске оптимального расхода, если расход выше или ниже оптимального, эффективность и надежность понижается, так как носки-трамплины неподвижно закреплены;the absorber operation is effective when the optimal flow rate is skipped, if the flow rate is higher or lower than the optimal flow rate, the efficiency and reliability are reduced, since the ski socks are fixedly fixed;

успокоители носки-трамплины хотя и создают циркуляцию потока, однако они ограничивают радиальное движение в камере со стенками, а это не делает камеру экономичнее, так как необходимо делать камеру достаточно глубокой.dampers-ski jumps, although they create a circulation of the flow, however, they limit the radial movement in the chamber with walls, and this does not make the camera more economical, since it is necessary to make the camera deep enough.

Техническим результатом является повышение эффективности работы в условиях переменного уровня воды в камере.The technical result is to increase operating efficiency in conditions of a variable water level in the chamber.

Указанный технический результат достигается тем, что гаситель энергии потока, включающий горизонтальный участок водовода, кольцевую камеру гашения, при этом кольцевая камера гашения снабжена закрепленным на ее выходном конце колодцем и имеет установленный в ее внутренней полости дополнительный обтекатель, выполненный ромбовидной формы, при этом дополнительный обтекатель имеет верхние вогнутые боковые стенки, а нижние - выполнены в виде конуса, вершина которого соосно направлена в сторону выпускного отверстия кольцевой камеры, кроме того, колодец имеет горизонтальную полку, соосно закрепленную в сторону выпускного отверстия кольцевой камеры, и горизонтальная полка размещена выше выпускного отверстия отводящего трубопровода.The specified technical result is achieved by the fact that the flow energy absorber, including a horizontal section of the water conduit, an annular extinguishing chamber, while the annular extinguishing chamber is equipped with a well fixed at its outlet end and has an additional diamond-shaped fairing installed in its internal cavity, with an additional fairing has upper concave side walls, and the lower ones are made in the form of a cone, the top of which is coaxially directed towards the outlet of the annular chamber, except th, the well has a horizontal shelf, mounted coaxially in the annular chamber towards the outlet opening, and a horizontal shelf is placed above the discharge pipe outlet.

Такое выполнение гасителя энергии потока из взаимосвязанных элементов позволит увеличить интенсивность гашения энергии от уровня воды над дополнительным обтекателем, выполненным ромбовидной формы, способствует устойчивому его наполнению перед поступлением на обтекатель, который имеет верхние вогнутые стенки, а нижние - выполнены в виде конуса, далее поток воды соударяется навстречу друг другу в камере гашения и через выпускное отверстие соединяется в один поток, происходит соударения общего потока воды о плоскость горизонтальной полки, закрепленной в колодце, при этом горизонтальная полка размещена выше выпускного отверстия отводящего трубопровода. В свою очередь это уменьшит динамическое воздействие на стенки камеры гашения и дно колодца, т.е. эффективность гашения энергии потока к дну колодца увеличится, отсутствует размыв его дна. Расположение выпускного отверстия отводящего трубопровода ниже горизонтальной полки исключает возможность пульсационных воздействий также и на отводящий трубопровод.This embodiment of a flow energy absorber from interconnected elements will increase the intensity of energy quenching from the water level above an additional diamond shaped cowl, contributes to its stable filling before entering the cowling, which has upper concave walls and the lower ones are made in the form of a cone, then the water stream collides towards each other in the quenching chamber and through the outlet is connected to one stream, there is a collision of the total water flow on a horizontal plane ki fixed in the well, the horizontal leg positioned above the outlet discharge pipe. In turn, this will reduce the dynamic effect on the walls of the quench chamber and the bottom of the well, i.e. the efficiency of quenching the energy of the flow to the bottom of the well will increase, there is no erosion of its bottom. The location of the outlet of the outlet pipe below the horizontal shelf eliminates the possibility of pulsating effects on the outlet pipe as well.

На фиг. 1 изображен гаситель энергии потока, вид в плане; на фиг. 2 - продольный разрез А-А на фиг. 1.In FIG. 1 shows a flow energy absorber, plan view; in FIG. 2 is a longitudinal section AA in FIG. one.

Гаситель энергии потока включает водовод 1 с вертикальным патрубком 2, камеру 3 цилиндрической формы для гашения энергии воды и камера 3 имеет прикрепленный в ее внутренней полости дополнительный обтекатель 4, выполненный ромбовидной формы с вогнутыми верхними стенками 5, а нижние стенки 6 выполнены в виде усеченного конуса, вершина 7 которого, соосно направлена в центр выпускного отверстия 8 камеры 3, при этом камера 3 имеет загнутые по радиусу нижние кромки 9. Горизонтальная полка 10 установлена в водобойном колодце 11 с зазором и соосно к выпускному отверстию 8 камеры 3, при этом горизонтальная полка 10 размещена выше выпускного отверстия отводящего трубопровода 12.The flow energy absorber includes a water conduit 1 with a vertical pipe 2, a chamber 3 of cylindrical shape for absorbing water energy, and chamber 3 has an additional fairing 4 attached in its internal cavity and made in a diamond-shaped form with concave upper walls 5, and the lower walls 6 are made in the form of a truncated cone , the apex 7 of which is coaxially directed to the center of the outlet 8 of the chamber 3, while the chamber 3 has lower edges bent along the radius 9. The horizontal shelf 10 is installed in the water well 11 with a gap and is coaxial to the outlet hole 8 of the chamber 3, while the horizontal shelf 10 is placed above the outlet of the outlet pipe 12.

Гаситель энергии потока работает следующим образом.The flow energy absorber operates as follows.

Вода поступает из водовода 1 в камеру 3 цилиндрической формы и распределяется по ее окружности обтекателем 4 с вогнутыми боковыми гранями 5, проходит далее в зазоры между стенками камеры, потоки закручиваются и соударяются между собой. В процессе соударения между собой части потоков к центру выпускного отверстия 8 камеры 3, которая имеет загнутые по радиусу нижние кромки 9, образует дополнительное уже сжатие потока на выходе из камеры 3, что вызывает подпор в сторону нижних граней 6 в виде усеченного конуса 7, который соосно направлен в центр выпускного отверстия 8. Взаимодействие всего потока за счет наличия размещения соосно выпускного отверстия 8 горизонтальной полки 10 приводит к дополнительному соударению и растеканию потока по периметру водобойного колодца 11, а также приводит к образованию дополнительных рассредоточенных струй потока с соударением их в толщу наполняемой водой колодца, т.е. соударение струй происходит с водной подушкой в колодце 11, в котором происходит окончательное гашение энергии. В процессе гашения участвует весь объем потока в водобойном колодце 11. Таким образом, перед выпускным отверстием отводящего трубопровода 12 поток становится установившимся.Water enters from the water conduit 1 into a cylindrical chamber 3 and is distributed around its circumference with a cowl 4 with concave side faces 5, passes further into the gaps between the chamber walls, the flows are twisted and collided with each other. In the process of collision of parts of the flows between themselves towards the center of the outlet 8 of the chamber 3, which has radially bent lower edges 9, forms an additional compression of the flow at the outlet of the chamber 3, which causes a back pressure towards the lower faces 6 in the form of a truncated cone 7, which coaxially directed to the center of the outlet 8. The interaction of the entire flow due to the placement of coaxially the outlet 8 of the horizontal shelf 10 leads to additional collision and spreading of the flow around the perimeter of the water well 11, and rivodit in additional dispersed flux impinging jets of water into the interior of the inflatable well, i.e. the impact of the jets occurs with a water cushion in the well 11, in which the final quenching of energy occurs. In the process of quenching, the entire volume of flow in the water well 11 is involved. Thus, in front of the outlet of the discharge pipe 12, the flow becomes steady.

Наличие прикрепленной горизонтальной полки 10 и размещения ее в колодце 11 соосно к выпускному отверстию 8 камеры 3 выше выпускного отверстия отводящего трубопровода 12 способствует также гашению выходящего оттока из камеры 3 в водобойный колодец 12.The presence of an attached horizontal shelf 10 and its placement in the well 11 coaxially to the outlet 8 of the chamber 3 above the outlet of the outlet pipe 12 also contributes to the damping of the outflow from the chamber 3 into the water well 12.

Таким образом, это позволяет, исходя из взаимосвязи и взаимозависимости основных узлов гасительного сооружения, повысить эффективность гашения избыточной кинетической энергии воды, эффективность работы повышается, препятствует вертикальному выпуску воды сразу непосредственно в колодец и размыв его дна, а также происходит выравнивание удельных расходов в отводящем трубопроводе или отводящем русле. Благодаря поэтапному гашению потока при поступлении потока из горизонтального водовода в камеру, в полости которой размещен обтекатель ромбовидной формы, и закрепленной полке, соосно размещенной выше выпускного отверстия отводящего трубопровода, динамические нагрузки на конструкцию колодца не столь высоки по сравнению с прототипом.Thus, this allows, based on the interconnection and interdependence of the main components of the quenching construction, to increase the efficiency of quenching the excess kinetic energy of water, the work efficiency is increased, it prevents the vertical discharge of water directly into the well and erosion of its bottom, and the specific costs in the discharge pipeline are equalized or diverting channel. Due to the gradual damping of the flow upon flow from the horizontal conduit to the chamber, in the cavity of which a diamond-shaped fairing is placed, and a fixed shelf coaxially placed above the outlet of the outlet pipe, the dynamic loads on the well structure are not so high compared to the prototype.

Claims (1)

Гаситель энергии потока, включающий горизонтальный участок водовода, кольцевую камеру гашения, отличающийся тем, что кольцевая камера гашения снабжена закрепленным на ее выходном конце колодцем и имеет установленный в ее внутренней полости дополнительный обтекатель, выполненный ромбовидной формы, при этом дополнительный обтекатель имеет верхние вогнутые боковые стенки, а нижние - выполнены в виде усеченного конуса, вершина которого соосно направлена в сторону выпускного отверстия кольцевой камеры, кроме того, колодец имеет горизонтальную полку, соосно закрепленную в сторону выпускного отверстия кольцевой камеры, и горизонтальная полка размещена выше выпускного отверстия отводящего трубопровода.A flow energy absorber comprising a horizontal section of the water conduit, an annular extinguishing chamber, characterized in that the annular extinguishing chamber is provided with a well fixed to its outlet end and has an additional diamond-shaped cowl mounted in its inner cavity, while the additional cowl has upper concave side walls and the lower ones are made in the form of a truncated cone, the apex of which is coaxially directed towards the outlet of the annular chamber, in addition, the well has a horizon nuyu shelf, mounted coaxially in the annular chamber towards the outlet opening, and a horizontal shelf is placed above the discharge pipe outlet.
RU2016100505A 2016-01-11 2016-01-11 Flow energy damper RU2609243C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100505A RU2609243C1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Flow energy damper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016100505A RU2609243C1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Flow energy damper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2609243C1 true RU2609243C1 (en) 2017-01-31

Family

ID=58457443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016100505A RU2609243C1 (en) 2016-01-11 2016-01-11 Flow energy damper

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2609243C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660931C1 (en) * 2017-11-13 2018-07-11 Михаил Иванович Голубенко Water flow energy dampener
CN109629534A (en) * 2018-11-23 2019-04-16 四川大学 A kind of underflow energy dissipator being arranged in tortuous channel
CN113279377A (en) * 2021-06-29 2021-08-20 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 Arc bottom plate falls bank underflow stilling basin

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU927894A1 (en) * 1980-12-08 1982-05-15 Всесоюзный Ордена Ленина Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Гидропроект" Им.С.Я.Жука Mine-type spillway
SU1030474A1 (en) * 1982-04-12 1983-07-23 Ставропольский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации Swirling flow energy damper
SU1059054A2 (en) * 1982-07-27 1983-12-07 Южный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации Stream energy attenuator
CN204023521U (en) * 2014-05-22 2014-12-17 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 For the drain cavern structure of rotational flow silo
RU2560833C1 (en) * 2014-07-01 2015-08-20 Михаил Иванович Голубенко Flow energy damper

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU927894A1 (en) * 1980-12-08 1982-05-15 Всесоюзный Ордена Ленина Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт "Гидропроект" Им.С.Я.Жука Mine-type spillway
SU1030474A1 (en) * 1982-04-12 1983-07-23 Ставропольский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации Swirling flow energy damper
SU1059054A2 (en) * 1982-07-27 1983-12-07 Южный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации Stream energy attenuator
CN204023521U (en) * 2014-05-22 2014-12-17 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 For the drain cavern structure of rotational flow silo
RU2560833C1 (en) * 2014-07-01 2015-08-20 Михаил Иванович Голубенко Flow energy damper

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660931C1 (en) * 2017-11-13 2018-07-11 Михаил Иванович Голубенко Water flow energy dampener
CN109629534A (en) * 2018-11-23 2019-04-16 四川大学 A kind of underflow energy dissipator being arranged in tortuous channel
CN113279377A (en) * 2021-06-29 2021-08-20 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 Arc bottom plate falls bank underflow stilling basin

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2609243C1 (en) Flow energy damper
RU2484201C1 (en) Damper of spillway device energy
RU2660931C1 (en) Water flow energy dampener
RU2661741C1 (en) Water flow energy dampener
RU2560833C1 (en) Flow energy damper
CN106439204A (en) Passive two-phase water hammer relieving device
RU2523530C1 (en) Dissipating device of water flow
CN205190183U (en) Simple and easy water pump export energy dissipation current stabilizer
RU2617592C1 (en) Damper of water flow energy
RU2656364C1 (en) Water flow energy dampener
RU2609429C1 (en) Water flow energy dissipator
RU2341616C2 (en) Flared-type end section in pressure culvert with vertical water outlet
RU2557184C1 (en) Water flow energy dissipator
RU2708523C1 (en) Water flow energy damper
RU2591967C1 (en) Water flow energy dampener
RU2500486C1 (en) Device for perfecting performances of vertical steel tanks
RU2619523C1 (en) Water flow energy damper
RU2634545C1 (en) Water flow baffle
CN105220663B (en) Stilling well for connecting vertical shaft with recession tunnel
RU2718803C1 (en) Water flow energy absorber
RU2815140C2 (en) Water flow damper
RU2737967C1 (en) Water flow baffle
RU2609390C1 (en) Water flow energy dissipator
RU2718801C1 (en) Water flow energy absorber
RU2733349C1 (en) Water flow energy damper