RU2656891C1 - Pressure water-release structure belled type end section with vertical flow output - Google Patents
Pressure water-release structure belled type end section with vertical flow output Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656891C1 RU2656891C1 RU2017123792A RU2017123792A RU2656891C1 RU 2656891 C1 RU2656891 C1 RU 2656891C1 RU 2017123792 A RU2017123792 A RU 2017123792A RU 2017123792 A RU2017123792 A RU 2017123792A RU 2656891 C1 RU2656891 C1 RU 2656891C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflector
- flow
- outlet
- pressure
- end section
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 16
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B8/00—Details of barrages or weirs ; Energy dissipating devices carried by lock or dry-dock gates
- E02B8/06—Spillways; Devices for dissipation of energy, e.g. for reducing eddies also for lock or dry-dock gates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Заявленное техническое решение концевого участка относится к области гидротехники, а именно к конструктивным элементам напорных водопропускных сооружений, может быть использовано в качестве гасителя энергии потока напорного закрытого водовода водосброса, водовыпуска или водоспуска на гидроузлах со средними и высокими напорами.The claimed technical solution of the end section relates to the field of hydraulic engineering, namely, to the structural elements of pressure head culverts, can be used as an energy absorber for the flow of a closed pressure culvert of a spillway, a water outlet, or a culvert at hydroelectric facilities with medium and high heads.
Известна конструкция концевого участка напорного водопропускного сооружения, которая включает в себя примыкающий к транзитной части вертикально восходящий водовод с установленным горизонтально над его выходным отверстием диском-отражателем круглого очертания на радиально расположенных в плане бычках обтекаемой формы; на сходе с диска-отражателя формируется кольцевая струя с углом растекания 360°. Это решение предполагает применение в широких створах (патент на изобретение №2211279 от 27.08.2003 г.).A known design of the end section of the pressure head culvert, which includes a vertically ascending water conduit adjacent to the transit part with a circular deflector disk horizontally mounted over its outlet on streamlined bull-shaped radial planes; An annular jet with a spreading angle of 360 ° is formed at the exit from the reflector disk. This solution involves the use in wide ranges (patent for invention No. 2211279 dated 08/27/2003).
Недостатком такого решения является ограниченность его применения в стесненных условиях, например в узких долинах горных рек, где близкое расположение крутых береговых склонов делает его нецелесообразным.The disadvantage of this solution is the limited use of it in cramped conditions, for example, in narrow valleys of mountain rivers, where the proximity of steep coastal slopes makes it inappropriate.
Известен «Концевой участок раструбного типа напорного водопропускного сооружения с вертикальным выпуском воды» (патент №2341616 от 20.12.2008 г.), который включает в себя примыкающий к транзитной части, вертикально выходящий вверх водовод с горизонтально установленным над ним плоским сектором-отражателем, опирающимся на ограничивающую стенку, повторяющую в плане часть упомянутого выходного отверстия, и примыкающие к ней вертикальные направляющие стенки; также распространяет поток радиально на угол раструбности и включает гладкие вертикальные стенки.The well-known "End section of the bell-shaped type of pressure head culvert with vertical water outlet" (patent No. 2341616 dated 12/20/2008), which includes a water conduit adjacent to the transit part, vertically extending upward with a flat reflector sector mounted horizontally above it, supported by on the bounding wall, repeating in plan a part of the said outlet, and the vertical guide walls adjacent to it; also extends the flow radially to the angle of the socket and includes smooth vertical walls.
Недостатком этой конструкции является то, что она имеет небольшую длину отлета струи (расстояние от выходной кромки на нижней грани отражателя концевого участка до точки входа потока под уровень воды нижнего бьефа) и сосредотачивает удельные расходы в местах примыкания сектора к направляющим стенкам, что способствует неравномерному распределению потока по ширине отводящего канала.The disadvantage of this design is that it has a small jet take-off length (distance from the outlet edge on the lower edge of the reflector of the end section to the entry point of the flow below the water level of the downstream) and focuses the specific costs at the junction of the sector with the guide walls, which contributes to uneven distribution flow along the width of the outlet channel.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является решение концевого участка раструбного типа с наклонно закрепленным отражающим сектором напорного водовода с вертикальным выпуском воды (патент на полезную модель №:103814 от 27.04.2011 г.), который включает в себя примыкающий к транзитной части, вертикально выходящий вверх водовод с установленным наклонно к горизонту над ним и опирающимся на ограничивающую стенку, повторяющую в плане часть упомянутого выходного отверстия, и примыкающие к ней вертикальные направляющие стенки плоским сектором-отражателем; также распространяет поток радиально на угол раструбности и имеет гладкие вертикальные стенки и большую длину отлета струи, но так же как и предыдущие варианты конструкций сосредотачивает удельные расходы в местах примыкания сектора к направляющим стенкам.The closest technical solution, selected as a prototype, is the solution of the end section of the socket type with an inclined reflective sector of the pressure water conduit with a vertical outlet of water (utility model patent No. 103814 dated 04/27/2011), which includes the adjacent to the transit parts vertically extending upward the water conduit with an inclined installed horizontally above it and leaning on a bounding wall, repeating in plan a part of the said outlet, and vertical directions adjacent to it walls with a flat reflecting sector; it also extends the flow radially to the angle of the socket and has smooth vertical walls and a long jet outflow, but, like the previous design options, it focuses the specific costs at the junction of the sector with the guide walls.
Технической проблемой вышеописанных конструкций является: неравномерное распределение удельных расходов по ширине сечения отводящего канала и небольшая длина отлета, что способствует образованию размывов вблизи конструкции.The technical problem of the above structures is: the uneven distribution of unit costs over the width of the cross section of the outlet channel and the short take-off length, which contributes to the formation of washouts near the structure.
Для решения указанной проблемы и достижения технического результата в конструкции концевого участка раструбного типа напорного водопропускного сооружения с вертикальным выходом потока, включающим напорный водовод с установленным над его выходным отверстием отражатель потока, который опирается на вертикальную стенку, повторяющую в плане контур отражателя, отражатель потока выполнен в форме части поверхности параболоида вращения, полученной сечением по его оси, очертание которого описывается функцией y=kx2, где k - действительное число от 0,05 до 0,15, при этом высота вертикальной стенки t, на которую опирается отражатель, выполнена переменной от 0 у выходного сечения до 0,5d, у вершины параболоида, где d - диаметр напорного водовода, t - высота стенки. Отражатель параболоидного очертания обеспечивает большую длину отлета струи и исключает возникновение сосредоточенных струй в месте сопряжения отражателя с направляющими стенами, что обеспечивает равномерное распределение удельных расходов по ширине отводящего канала и отодвигает падение струи на безопасное расстояние.To solve this problem and achieve a technical result in the design of the end section of the bell-shaped type of the pressure culvert with a vertical outlet, including a pressure conduit with a flow reflector installed above its outlet, which rests on a vertical wall repeating the contour of the reflector in plan, the flow reflector is made in the shape of the surface of a paraboloid of revolution obtained section along its axis, the outline of which is described by the function y = kx 2, where k - a real number from 0.05 to 0.15, the height of the vertical wall t, upon which the reflector is made variable from 0 to near the outlet section 0,5d, at the apex of the paraboloid, where d - diameter of the pressure conduit, t - wall height. The paraboloid-shaped reflector provides a large jet departure length and eliminates the occurrence of concentrated jets at the interface between the reflector and the guide walls, which ensures uniform distribution of specific costs along the width of the outlet channel and deflects the jet falling to a safe distance.
Конструкция концевого участка напорного водопропускного сооружения с вертикальным выходом потока и криволинейным отражателем параболоидного очертания поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен разрез устройства вид сбоку. На фиг. 2 - разрез устройства вид сверху.The design of the end section of the pressure head culvert with a vertical flow outlet and a curved reflector of a paraboloid shape is illustrated by the drawings. In FIG. 1 shows a sectional view of the device. In FIG. 2 is a sectional view of the device from above.
Концевой участок напорного водопропускного сооружения с параболоидным сектором-отражателем представляет включает камеру гашения, имеющую отражатель потока (1), установленный над выходным отверстием (2) вертикального водовода (3) диаметром d и представляющий собой половину параболоида вращения, отсеченную плоскостью по оси в продольном направлении, при этом опирающийся на вертикальную стенку (4), повторяющую в плане контур отражателя. Очертание параболоида описывается функцией y=kx2, где k=0,05-0,15. Стенка, на которую опирается отражатель, изменяется по высоте t от 0 до 0,5d у выходного сечения отражателя и в таком же пределе у вершины параболоида. Коэффициент расширения k в заданных диапазонах позволяет обеспечить растекание потока аналогично предшествующим конструкциям с углами раструбности α=30-90°. Транзитная часть водовода (5), так же как и в предыдущих вариантах конструкции, может располагаться под произвольным углом к оси отводящего канала.The end section of the pressure culvert with a paraboloid reflecting sector includes a quenching chamber having a flow reflector (1) installed above the outlet (2) of the vertical water conduit (3) of diameter d and representing half of the rotation paraboloid, cut off by a plane along the axis in the longitudinal direction while leaning on a vertical wall (4), repeating in plan a contour of the reflector. The shape of the paraboloid is described by the function y = kx 2 , where k = 0.05-0.15. The wall on which the reflector rests varies in height t from 0 to 0.5d at the output section of the reflector and in the same limit at the top of the paraboloid. The expansion coefficient k in the given ranges makes it possible to ensure flow spreading similarly to previous designs with bell angles α = 30-90 °. The transit part of the water conduit (5), as in the previous versions of the design, can be located at an arbitrary angle to the axis of the outlet channel.
Конструкция работает следующим образом: поступающий из выходного сечения вертикального водовода поток соударяется с отражателем и, распределяясь по его внутренней поверхности, направляется в сторону отводящего канала, при этом на сходе с отражателя формируется струя, повторяющая очертания его выходной кромки. Длина отлета струи Lотл зависит от величин расхода Q, напора H, высоты стен отражателя t и коэффициента расширения k параболоидного отражателя.The design works as follows: the flow coming from the outlet section of the vertical water conduit collides with the reflector and, distributed along its inner surface, is directed towards the outlet channel, while a stream is formed at the exit from the reflector, repeating the outlines of its outlet edge. The jet take-off length L exl depends on the flow rate Q, pressure H, reflector wall height t and expansion coefficient k of the paraboloid reflector.
Изменение удельных расходов в сечении, соответствующем месту выхода потока за пределы камеры гашения, может обеспечиваться посредством увеличения или уменьшения коэффициента расширения и длины конструкции, при изменении которой меняется и площадь сечения на выходе.The change in the specific flow rate in the cross section corresponding to the place where the flow exits the quenching chamber can be achieved by increasing or decreasing the expansion coefficient and the length of the structure, which also changes the exit cross section area.
Эффект, получаемый от применения данной конструкции, состоит в том, что конструкция имеет большую длину отлета струи; исключает возникновение сосредоточенных струй в местах примыкания отражателя к направляющим стенкам, что обеспечивает более равномерное распределение удельных расходов потока по ширине канала.The effect obtained from the use of this design is that the design has a large jet take-off length; eliminates the occurrence of concentrated jets at the junction of the reflector with the guide walls, which provides a more uniform distribution of specific flow rates across the channel width.
В результате проведенных опытов при указанных выше соотношениях и углах раструбности были получены придонные скорости, которые не представляют опасности для скальных пород нижнего бьефа гидротехнических сооружений даже при условии отсутствия крепления. А продольная ось концевого участка может располагаться под произвольным углом к оси напорного водовода.As a result of the experiments, at the above ratios and bell angles, bottom velocities were obtained that do not pose a danger to the rocks of the downstream of hydraulic structures even if there is no fastening. And the longitudinal axis of the end section can be located at an arbitrary angle to the axis of the pressure conduit.
Разработанная конструкция позволяет обеспечить надежную работу водопропускного сооружения и безопасное сопряжение выходящего из него потока с нижним бьефом в условиях узких створов.The developed design allows to ensure reliable operation of the culvert and the safe pairing of the outgoing stream with the downstream in narrow sections.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123792A RU2656891C1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Pressure water-release structure belled type end section with vertical flow output |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017123792A RU2656891C1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Pressure water-release structure belled type end section with vertical flow output |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656891C1 true RU2656891C1 (en) | 2018-06-07 |
Family
ID=62560615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017123792A RU2656891C1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Pressure water-release structure belled type end section with vertical flow output |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656891C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57190819A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-24 | Kubota Ltd | Discharge device for high-pressure fluid |
| RU2211279C2 (en) * | 2000-11-27 | 2003-08-27 | Московский государственный университет природообустройства | End section of pressure structure for water passage |
| RU2341616C2 (en) * | 2006-12-29 | 2008-12-20 | ФГОУ ВПО Московский государственный университет природообустройства (МГУП) | Flared-type end section in pressure culvert with vertical water outlet |
| RU103814U1 (en) * | 2010-02-19 | 2011-04-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет природообустройства" | END PLOT OF A SLEEP TYPE WITH A TILT-MOUNTED REFLECTIVE REFRIGERATING SECTOR OF A HEAD WATER WITH A VERTICAL WATER OUTLET |
-
2017
- 2017-07-06 RU RU2017123792A patent/RU2656891C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57190819A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-24 | Kubota Ltd | Discharge device for high-pressure fluid |
| RU2211279C2 (en) * | 2000-11-27 | 2003-08-27 | Московский государственный университет природообустройства | End section of pressure structure for water passage |
| RU2341616C2 (en) * | 2006-12-29 | 2008-12-20 | ФГОУ ВПО Московский государственный университет природообустройства (МГУП) | Flared-type end section in pressure culvert with vertical water outlet |
| RU103814U1 (en) * | 2010-02-19 | 2011-04-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет природообустройства" | END PLOT OF A SLEEP TYPE WITH A TILT-MOUNTED REFLECTIVE REFRIGERATING SECTOR OF A HEAD WATER WITH A VERTICAL WATER OUTLET |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7456514B2 (en) | Kinetic hydropower generation from slow-moving water flows | |
| CN102966082A (en) | Aeration facility with downward-bent base slab | |
| US4363564A (en) | Water power generator | |
| RU2656891C1 (en) | Pressure water-release structure belled type end section with vertical flow output | |
| RU2523530C1 (en) | Dissipating device of water flow | |
| RU2341616C2 (en) | Flared-type end section in pressure culvert with vertical water outlet | |
| RU2719126C1 (en) | End section of spout type of pressure water-passage structure with vertical outlet of flow | |
| RU2550421C1 (en) | Water outlet from channel with steep slope | |
| RU2619523C1 (en) | Water flow energy damper | |
| RU114690U1 (en) | END PLOT OF SUSPENSION TYPE OF PRESSURE WATER GRAIN STRUCTURE WITH VERTICAL WATER OUTLET AND REINFORCED RIGIDITY WALL RIGGING | |
| RU103814U1 (en) | END PLOT OF A SLEEP TYPE WITH A TILT-MOUNTED REFLECTIVE REFRIGERATING SECTOR OF A HEAD WATER WITH A VERTICAL WATER OUTLET | |
| RU2713296C1 (en) | Water flow energy absorber | |
| RU2483158C1 (en) | Vortex spillway | |
| RU2634545C1 (en) | Water flow baffle | |
| RU2211279C2 (en) | End section of pressure structure for water passage | |
| RU2813553C1 (en) | Fluid flow rate damper | |
| RU2671694C1 (en) | Water flow energy dampener | |
| CA2957503C (en) | A system for generating hydrokinetic power from a subcritical channel | |
| RU205011U1 (en) | Screw spillway | |
| RU2817592C2 (en) | Water flow damper | |
| RU2609429C1 (en) | Water flow energy dissipator | |
| US1859215A (en) | Draft tube | |
| SU947265A1 (en) | Water flow energy damper | |
| RU2733349C1 (en) | Water flow energy damper | |
| JP7241547B2 (en) | Hydro power plant and hydro power system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200707 |