SU1110866A1 - Flow energy damper - Google Patents
Flow energy damper Download PDFInfo
- Publication number
- SU1110866A1 SU1110866A1 SU833583027A SU3583027A SU1110866A1 SU 1110866 A1 SU1110866 A1 SU 1110866A1 SU 833583027 A SU833583027 A SU 833583027A SU 3583027 A SU3583027 A SU 3583027A SU 1110866 A1 SU1110866 A1 SU 1110866A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- flow
- well
- depth
- length
- water
- Prior art date
Links
Description
(риг,1(rig, 1
Изобретение относитс к гидротехническому строительству и может быть использовано дл гашени энергии потока в нижнем бьефе врдосбросов.The invention relates to hydraulic construction and can be used to quench the energy of a stream in the downstream of a dump discharge.
Известен гаситель энергии потока в-виде глубокого относительно обычного, но короткого водобойного колодца 1.Known absorber energy flow in the form of a deep relatively ordinary, but short water well 1.
В таком гасителе при определенном диапазоне гидравлических параметров за счет сжати прыжка в прод ольном направлении возрастает скорость вращени поверхностного вальца, увеличива тем самум взаимодействие транзитной и вальцевой частей потока. При этом повышаетс эффективность гашени энергии потока на единицу участка сопр жени бьефов.In such a quencher, at a certain range of hydraulic parameters, due to the compression of the jump in the longitudinal direction, the rotational speed of the surface drum increases, thereby increasing the interaction between the transit and roller parts of the flow. This increases the efficiency of energy flow quenching per unit of baying site.
Недостатком такого гасител вл етс узкий диапазон расходов и напоров, при которых имеет место эффективное гашение энергии. В то же врем увеличение эффективности наблюдаетс при больших глубинах колодца. Максимальный (пор дка 35% относительно гладкого водобо ), эффект гашени достигаетс заглублением дна колодца на величину 1,49Р, где Р - высота плотины от дна отвод щего русла, длина колодца при этом равна 1,925 Р. Значительное заглубление делает такой гаситель экономически невыгодным.The disadvantage of this extinguisher is the narrow range of flow rates and head pressures at which effective energy dissipation takes place. At the same time, an increase in efficiency is observed at greater depths of the well. Maximum (on the order of 35% relatively smooth waterway), the effect of slaking is achieved by deepening the bottom of the well by 1.49R, where P is the height of the dam from the bottom of the diverting channel, the length of the well being equal to 1.925 R. The significant depth makes such an absorber economically unprofitable.
Известен также гаситель энергии потока, выполненный в виде глубокого водобойного колодца вертикального типа 2.Also known is a flow energy absorber made in the form of a deep water well of vertical type 2.
Однако, как показали исследовани , дл обеспечени устойчивости прыжка в таком колодце необходимо значительнб, на 30- 50% от длины свободного гидравлического прыжка, заглубл ть его дно, что приводит к удорожанию сооружени . Транзитна стру не распадаетс полностью в пределах гасител и фонтанирует над уступом, образу значительный перепад горизонтов воды в конце колодца и в отвод щем канале. Перепад образует два дополнительных прыжка за гасителем; при этом первый с донным водоворотом находитс непосредственно за уступом колодца, второй с поверхностным вальцом - далее за сжатым сечением. Последний прыжок образует донный режим скоростей в отвод щем канале.However, studies have shown that in order to ensure the stability of a jump in such a well, it is necessary, by 30-50% of the length of a free hydraulic jump, to deepen its bottom, which increases the cost of construction. The transit jet does not disintegrate completely within the quencher and gushes over the ledge, forming a significant difference in water levels at the end of the well and in the discharge channel. The delta forms two additional jumps behind the absorber; wherein the first one with the bottom whirlpool is located directly behind the ledge of the well, the second one with the surface roller is further behind the compressed section. The last jump forms the bottom velocity mode in the diverting channel.
Наличие прыжков за гасителем делает необходимым увеличение толщины креплени в пределах вальцевых зон. В результате больших пульсаций при фонтанировании происход т значительные вертикальные и продольные колебани потока, вследствие чего увеличиваетс волнение поверхности и образуетс раскачка потока на большой длине отвод щего канала. Это заставл ет дополнительно увеличивать длину креплени нижнего бьефа.The presence of jumps behind the absorber necessitates an increase in the thickness of the mount within the roller zones. As a result of large pulsations during spouting, considerable vertical and longitudinal oscillations of the flow occur, as a result of which the surface agitation increases and a buildup of flow increases over a large length of the discharge channel. This makes it necessary to further increase the length of the lower pool.
Цель изобретени - повышение эффективности работы, снижение строительной стоимости и успокоение потока за гасителем.The purpose of the invention is to increase work efficiency, reduce construction costs and calm the flow downstream of the absorber.
Это достигаетс тем, что гаситель снабжен установленной на дне колодца разрезной стенкой из пирсов, высотой (3-5)h,, шириной bn (0,7-0,8)-1 и рассто нием между ними равным их ширине, где hi - сжата глубина потока на уровне дна отвод щего канала.This is achieved by the fact that the damper is provided with a split wall of piers installed at the bottom of the well, with a height of (3-5) h, width bn (0.7-0.8) -1 and a distance between them equal to their width, where hi is the depth of the flow is compressed at the bottom of the outlet channel.
Причем глубина и длина колодца определ ютс по зависимост мMoreover, the depth and length of the well are determined by dependencies
ctK h,(l,70VFr, -5,93);ctK h, (l, 70VFr, -5.93);
K 8,60h r +dC ctg -0,36),K 8,60h r + dC ctg -0,36),
гдес{ и1у.- соответственно глубина и длинаgdes {i1u.- respectively depth and length
водобойного колодца; hi - сжата глубина потока на уровне дна отвод щего канала; Гг4 - число Фруда в сжатом сеченииwater well; hi — compressed flow depth at the bottom level of the discharge channel; Gg4 - Froude number in compressed section
с глубиной h ; Р, 120; сЛ - угол наклона потока вход щего в колодец, .with depth h; R, 120; SL is the angle of inclination of the stream entering the well,.
На фиг. 1 изображен гаситель, продольный разрез; на фиг. 2- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - график относительных размеров гасител энергии потока в зависимости от изменени параметра F при 70.FIG. 1 shows a damper, longitudinal section; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a plot of the relative dimensions of the energy flow quencher versus the variation of the parameter F at 70.
Гаситель энергии потока представл ет собой относительно глубокий, но короткий водобойный колодец (фиг. 1). Передн грань 1 колодца образуетс продолжением водоската с наклоном к горизонту 50-70°. На горизонтально расположенном дне 2 гасител нормально основному .движению потока установлена разрезна стенка из пирсов 3, котора служит дл перераспределени потока в пределах водобойного колодца . Колодец оканчиваетс вертикальным водобойным уступом 4.The flow energy absorber is a relatively deep but short water well (Fig. 1). The front face 1 of the well is formed by the continuation of the drainage slope with a slope of 50-70 ° to the horizon. On the horizontally located bottom 2 of the extinguisher, the normal main flow movement is set by a wall of piers 3, which serves to redistribute the flow within the water well. The well ends with a vertical water break edge 4.
Гаситель работает следующим образом.The damper works as follows.
Бурный поток (фиг. 1) поступает в колодец по водоскату и далее по грани 1, расположенной под углом 50-70° к горизонту , что необходимо дл обеспечени образовани донного прыжка в гасителе. Транзитна стру , достига дна 2 колодца, мен ет свое направление на горизонтальное. При достижении передней грани разрезной стенки из пирсов 3 бурный поток раздел етс на струи, количество, которых соответствует количеству пирсов 3 и разрезов в стенке (фиг. 2). Часть потока (примерно его половина ) принимает вертикальное, восход щее вдоль фронтальной грани пирсов 3, направление .The turbulent flow (Fig. 1) enters the well through the drain and then along face 1 located at an angle of 50-70 ° to the horizon, which is necessary to ensure the formation of a bottom jump in the extinguisher. Transit jet, reaching the bottom of the well 2, changes its direction to the horizontal. Upon reaching the front face of the split wall of the piers 3, the turbulent flow splits into jets, the number of which corresponds to the number of piers 3 and cuts in the wall (Fig. 2). A part of the flow (about half of it) takes a vertical, ascending along the frontal face of piers 3, a direction.
В передней части колодца, ограниченной лицевой гранью разрезной стенки, в направлении основного движени воды образуетс течение, аналогичное движению потока в гасителе-прототипе. Здесь имеет место вертикально развитый поверхностный валец с больщой скоростью вращени .In the front part of the well bounded by the front face of the split wall, in the direction of the main movement of water, a flow is formed similar to the flow in the quencher of the prototype. There is a vertically developed surface drum with a high rotational speed.
В плоскости, поперечной основному направлению движени потока .(фиг. 2), между стру ми, разделенными пирсами и восход щими вдоль них, образуютс вихри, вращающиес в разных направлени х. Происходит соударение струй воды, что способствует дополнительному гащению энергии и улучщает .режим движени потока. Друга часть потока, пройд через разрезы в стенке и потер в в результате этого долю своей кинетической энергии, направл етс вдоль дна 2 колодца к водобойному уступу 4 (фиг. 1), где мен ет.свое направление на вертикальное, также образу восход щие струи. Во второй части гасител , расположенной за плоскостью лицевой грани разрезной стенки, образуетс второй валец несколько меньших размеров, чем в первой части колодца и вращающийс в направлеНИИ проти воположном первому вальцу. Такое направление вращени вальца об зано несколько больщей скорости потока восход щего вдоль передней грани разрезной стенки по сравнению со скоростью потока вссход щего вдоль уступа,- где транзитные струи тер ют часть кинетической энергии при движении через пирсы 3. В результате этого влени за стенкой происходит дополнительное соударение частей потока, а донные скорости за гасителем уменьшаютс (фиг. 1). За разрезной стенкой и вдоль водобойного уступа 4 между транзитными стру ми происходит вихреобразование с соударением аналогичное процессу, происход щему в поперечной плоскости А-А перед передней гранью пирсов 3 (фиг. 2). Дл определени оптимальных размеров гасителей была проведена сери экспериментов на модельной установке при сопр жении бурного потока через водослив практического профил . В процессе проведени опытов мен лась длина и глубина водобойного колодца , где дл каждого выбранного размера подбирались гидравлические параметры потока путем изменени расхода воды на установке. Критери ми удовлетворительной работы Гасител были отсутствие прыжка за уступом и соответствие глубины hj минимальной. бытовой глубине hffjnin (фиг. 1), гдеЬ, - сопр женна глубина за гасителем, меньша аналогичной глубины на гладком водобое. По результатам исследований определены зависимости относительной глубины гасител J(Ff,) и его относительной длины EK/fi,f(Fr, ) (фиг. 3). Кривые , /(Fr,) и Bjh,f(Fr.,) (фиг. 3) построены по значени м наименьщих глубин и соответствующим им наименьшим относительным длинам к/Ь„ при которых обеспечиваетс наиболее эффективное гашение энергии потока. Предлагаемый гаситель энергии потока примен лс в исследовани х на модельной установке, где истечение бурного потока происходило через водослив практического профил с углом входа потока в колодец « 70°. Относительный перепад отметок гребн водослива и дна отвод щего канала составл л P/hnp 5,8-14,3 при исследуемых расходах 3,0-13,0 л/с, где Ьцр - критическа глубина потока. Числа Фруда находились в пределах 20 F 120. Гаситель может быть применен при водосбросных сооружени х с перепадами Р l,5bgH при 20« ЕГ, 120, где бытова глубина воды в нижнем бьефе. В результате взаимного вли ни пирсов и водобойного уступа на поток в пределах размеров предлагаемого гасител происходит полное разрушение бурной струи, что значительно повышает эффективность гашени и улучшает услови протекани потока в отвод щем канале. Отсутствие значительного волнени , раскачки потока и распределение осредненных скоростей за гасителем близкое к равномерному режиму движени позвол ет значительно (на 40-50%) сократить длину креплени отвод щего канала. В результате эффективного гашени энергии потока в гасителе вертикального типа глубина колодца о(к(фиг. 1) в зависимости от гидравлических параметров нижнего бьефа уменьшаетс на 54-ВО /о, а горизонтальна проекци общей длины -(фиг. 1) уменьщаетс до 45%, что снижает строительную стоимость сооружени . Отсутствие прыжков за гасителем уменьшает динамические нагрузки в начальной части отвод щего канала и дает возможность применени здесь более легкого креплени .In a plane transverse to the main direction of flow (Fig. 2), vortices are formed between the jets separated by piers and ascending along them, rotating in different directions. The jets of water collide, which contributes to additional energy conservation and improves the flow regimes. Another part of the flow, passing through the incisions in the wall and the loss of the kinetic energy as a result, is directed along the bottom 2 of the well to the water-borne ledge 4 (Fig. 1), where it changes its direction to the vertical, also forming upward jets . In the second part of the quencher, located behind the plane of the front face of the split wall, a second drum is formed, somewhat smaller in size than in the first part of the well and rotating in the opposite direction to the first drum. This direction of rotation of the roller is associated with a somewhat higher flow rate of the rising wall along the front edge of the split wall as compared with the flow rate of the converging along the ledge, where transit jets lose part of the kinetic energy when moving through piers 3. As a result of this phenomenon, the collision of parts of the flow, and the bottom velocities behind the absorber decrease (Fig. 1). Behind the split wall and along the water ledge 4 between transit jets, vortex formation occurs with a collision similar to the process that occurs in the transverse plane A – A in front of the front face of the piers 3 (Fig. 2). In order to determine the optimal dimensions of the dampers, a series of experiments was carried out on a model installation with the coupling of a turbulent flow through a weir of a practical profile. In the course of the experiments, the length and depth of the water well were varied, where for each selected size the hydraulic parameters of the flow were selected by varying the water flow rate at the installation. The criteria for satisfactory performance of the Gasitel were the absence of a jump behind the ledge and the correspondence of the depth hj to the minimum. The household depth hffjnin (Fig. 1), where is, is the conjugate depth behind the absorber, less than the similar depth on a smooth water shell. According to the research results, the dependences of the relative depth of the quencher J (Ff,) and its relative length EK / fi, f (Fr,) (Fig. 3) are determined. The curves f (Fr,) and Bjh, f (Fr.,) (Fig. 3) are constructed from the values of the smallest depths and their corresponding smallest relative lengths k / b, at which the most effective quenching of the flow energy is ensured. The proposed flow energy quencher was used in studies on a model installation, where the flow of a turbulent flow occurred through a weir of a practical profile with an angle of inlet flow into the well "70 °. The relative elevation of the ridge crest of the weir and bottom of the diverting channel was P / hnp 5.8–14.3 at the studied expenditures of 3.0–13.0 l / s, where Lcr is the critical depth of the flow. Froude numbers were in the range of 20 F 120. The damper can be used at water disposal structures with differences P l, 5bgH at 20 "EG, 120, where the water depth is in the lower reach. As a result of the mutual influence of the piers and the water-ledge on the flow within the limits of the size of the proposed extinguisher, the turbulent jet is completely destroyed, which significantly increases the damping efficiency and improves the flow conditions in the discharge channel. The absence of significant agitation, the buildup of the flow, and the distribution of averaged velocities behind the damper, which is close to the uniform mode of motion, allows a considerable reduction (by 40-50%) in the length of the mounting of the discharge channel. As a result of effective quenching of the flow energy in the vertical type extinguisher, the well depth o (k (Fig. 1) decreases by 54-VO / o, depending on the hydraulic parameters of the lower pool, and the horizontal projection of the total length (Fig. 1) decreases to 45% , which reduces the construction cost of the facility. The absence of jumps behind the absorber reduces the dynamic loads in the initial part of the diversion channel and makes it possible to use an easier attachment here.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833583027A SU1110866A1 (en) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | Flow energy damper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833583027A SU1110866A1 (en) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | Flow energy damper |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1110866A1 true SU1110866A1 (en) | 1984-08-30 |
Family
ID=21060431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833583027A SU1110866A1 (en) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | Flow energy damper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1110866A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110616690A (en) * | 2019-09-05 | 2019-12-27 | 四川大学 | Energy dissipation pool with torrent dispersing flip bucket |
CN111997160A (en) * | 2020-08-21 | 2020-11-27 | 四川大学 | Rectangular pipeline bottom plate water conservancy diversion structure of quarter turn |
-
1983
- 1983-04-18 SU SU833583027A patent/SU1110866A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Нечаенко К. Ю. Вопросы гидротехники и гидравлики. Киев, «Колос, 1965, с. 235-240. 2. Авторское свидетельство СССР № 729303, кл,. Е 02 В 8/06, 1978 (прототип). * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110616690A (en) * | 2019-09-05 | 2019-12-27 | 四川大学 | Energy dissipation pool with torrent dispersing flip bucket |
CN111997160A (en) * | 2020-08-21 | 2020-11-27 | 四川大学 | Rectangular pipeline bottom plate water conservancy diversion structure of quarter turn |
CN111997160B (en) * | 2020-08-21 | 2021-04-27 | 四川大学 | Rectangular pipeline bottom plate water conservancy diversion structure of quarter turn |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN207003391U (en) | A kind of water gate energy-dissipating installation | |
CN101538840B (en) | Trajectory jet type energy dissipater in absorption basin | |
CN108005039A (en) | It is a kind of to be arranged at the energy dissipating construction for letting out groove | |
RU2523530C1 (en) | Dissipating device of water flow | |
SU1110866A1 (en) | Flow energy damper | |
RU2610126C1 (en) | Arrangement for energy damping of waterways | |
CN104594309A (en) | Spaced staggered reverse deflecting flow energy dissipation hydraulic rectifying device and method | |
CN204589945U (en) | A kind of interleaved formula reverse flip trajectory bucket waterpower fairing | |
Vischer | Types of energy dissipators | |
RU2617592C1 (en) | Damper of water flow energy | |
Li et al. | Theoretical and experimental studies of the flaring gate pier on the surface spillway in a high-arch dam | |
CN207597360U (en) | It is a kind of to be set to the energy dissipating construction for letting out slot | |
CN209412796U (en) | A kind of energy dissipation by hydraulic jump structure extending to stilling pond suitable for flaring gate pier | |
CN219261200U (en) | Sewage blocking water inlet pool of pump station | |
CN111395276A (en) | Flood discharge and energy dissipation structure for slowing down impact of water flow slapping vibration of gate chamber of high-gate dam | |
CN101538841B (en) | Differential trajectory jet energy dissipater in absorption basin | |
CN218175764U (en) | Step slope structure and dam body | |
RU2034952C1 (en) | Water flow energy suppressor for water-carrying constructions | |
CN212896230U (en) | Slope-folding diffusion stilling pool | |
JPH08311847A (en) | Baffle pier with blade-like sill type semi-automatic sand flash and intake weir | |
RU2530526C1 (en) | Dissipating device of water flow | |
RU2609390C1 (en) | Water flow energy dissipator | |
SU947265A1 (en) | Water flow energy damper | |
RU2016164C1 (en) | Water stilling device | |
JPS5849231Y2 (en) | Jet flow gate energy reduction device |