SU1361240A1 - Гаситель энергии водного потока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидротехнике и может быть использовано дл  гашени  энергии потока воды за водосливными сооружени ми водосбросов . Цель изобретени  - по- вьш1ение эффективности работы путем снижени  сбойности течени  в отвод щем водоводе. За сооружением 1 с галере ми 6 расположен водобой 4 со стенкой 9. Поток воды, поступающий на водобой 4 через соору жение 1, взаимодействует с закрученными потоками, вытекающими из выходных отверстий 8 галерей 6. Происхо- .дит экранирование потока, выход щего из отверстий 8, и встречное направление его в сторону потока воды, поступающего с сооружени  1, что обеспечивает хорошее гашение энергии потоков. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Фиг.1

Description

Изобретение относитс  к гидротехнике и может быть использовано дл  гашени  энергии потока воды за водосливными сооружени ми водосбросов. Цель изобретени  - повьшение эффективности работы путем снижени  сбойности течени  в отвод щем водоводе .

На фиг.1 изображен водосброс и гаситель, продольный разрез на фи г.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.З - водобойна  стенка, аксонометри ; на фиг.4. - схема работы гасител .

За водосливным сооружением 1,  вл ющимс  подвод щим водоводом и пропускающим основной поток воды из водохранилища 2 в отвод щий водовод 3, расположен водобой 4, в усто х 5 которого выполнены напорные галереи 6. Входные отверсти  7 галерей 6 расположены в бьефе, т.е. в водохранилище 2, а выходные отверсти 8 расположены на уровне водобо  4 и направлены один навстречу другому Поперек водобо  4 за выходными отверсти ми 8 галерей 6 установлена водобойна  стенка 9 с высотой, увеличивающейс  от устоев 5 к оси водо- бо  4. Лицева  грань стенки 9 вьтол- нена вогнутой криволинейной в вертикальном поперечном сечении стенки 9 с увеличением радиуса R кривизны от устоев 5 к оси водобо,  4. Галереи 6 снабжены закручивающими поток устройствами 10, выполненными в виде вихревых затворов.

Напорные галереи 6 могут быть совмещены с донными водоспусками, необходимыми дл  других целей, например дл  опорожнени  водохранилища 2, т,е. в р де случаев не требуетс  специального устройства напор- ных галерей 6, их роль могут играть существующие элементы сооружений. При этом вихревые затворы будут выполн ть две функции: закручивание напорного потока и регулирование пропускной способности. Изменение пропускной способности напорных галерей 6 будет сопровождатьс  изменением угла закрутки потока и величины окружной скорости, что вли ет на эффективность гашени . Тем самым регулирование режима в йижнем бьефе может осуществл тьс  не только затворами основного водосброса, но и

f

закручивающими устройствами 10. Гаситель работает следующим образом.

Часть расхода забираетс  из водохранилища 2 и по напорным галере м 6 подаетс  к закручивающим устройствам 10. В них образуютс  закрученные напорные потоки, имеющие кроме продольной еще и окружную скорость. Одновременно с подачей части расхода по напорным галере м 6 происходит пропуск основной части расхода через основное водосливное сооружение 1. Взаимодействие закрученных напорных и основного потоков происходит в зоне 11 гашени . Гашение избыточной энергии основного потока осуществл етс  за счет совместной работы водобойной стенки 9 и закрученных напорных потоков. Активное взаимодействие потоков способствует равномерному распределению расхода воды по всей ширине отвод щего водовода 3 и предотвращает сбойность течени .

Напорные потоки закручивают при помощи любых известных закручивающих устройств, например вихревых затворов . Закрученные потоки создают избыточное стабильное давление на поверхности обделки. Вдоль оси галареи 6 образуетс  паровоздушное  дро. Это способствует надежной работе системы, поскольку отсутствуют интенсивные вибрации или толчки даже при самых высоких напорах.

Закрученный поток при движении в напорных галере х 6 сохран ет избыточную энергию даже при значительной длине галерей 6. При истечении напорного закрученного потока под уровень его энерги  в выходном сечении превьшает подпор со стороны нижнего бьефа. Их разность используетс  дл  гашени  энергии. Эта - разность тем больше чем значительнее величина окр- гкиой скорости.

f

В закрученном потоке на частицы, жидкости дейст вует центробежна  сила , вынуждающа  частицы смещатьс  от центра к станкэл. По мере увеличени  угла закрутк; : происходит возрастание цектробежных сил, что веде к образованию паровоздушной полости вдоль оси потока. Это способствует тому, что при выходе напорного закрученного потока из галереи б он стрем15тс  растечьс , взаимодейству  с основным потоком.

Закрученный напорный поток после прохождени  галерей 6 стремитс  растечьс  во все стороны. При этом полезна  работа по гашению энергии будет происходить только при растекании той части потока, котора  движетс  против течени . Друга  часть закрученного потока растекаетс  по течению, способству  размывам дна и берегов отвод щего русла. Поэтому водобойную стенку 9 необходимо установить так, чтобы она преп тствовала растеканию закрученного потока в направлении движени  основного потока , т.е. непосредственно за выходными участками напорных галерей 6. I

, Частицы жидкости закрученного потока помимо поступательного участвуют и во вращательном движении: при этом их траектории близки к раскручивающейс  спирали. Лицева  грань водобойной стенки 9 должна иметь такую форму, чтобы при движении вдоль нее не образовывались вихревые зоны Из этих соображений лицева  грань водобойной стенки 9 в поперечном разрезе должна иметь форму, близкую к дуге окружности, причем радиус этой дуги должен быть равен радиусу R закрученного потока в данной точке . Закрученный поток (фиг.4) радиуса R, равного в данном случае радиуса галереи 6, движетс  вдоль, водобойной стенки 9. Произвольно вз та  частица жидкости вблизи точки А имеет некоторую линейную скорость V. Последн   включает горизонтальную V и вертикальную V составл ющие . Эффективное гашение энегии основного потока происходит лиш

5

0

тогда,когда горизонтальна  составл юща  V достигнет существенного значени  и будет направлена против скорости основного потока V . taKoe условие соблюдаетс  при высоте стенки 9, превышающей радиус закрученного потока. Пульсации скорости в реальных потоках, а также необходимость запаса надежности при работе сооружени  увеличивают высоту стенки на 10-20% по сравнению с радиусом закрученного потока в данном сечении.

Claims (2)

1.Гаситель энергии водного потока , включающий расположенньй между подвод щим и отвод щим открытыми водоводами водобой, в усто х которого выполнены напорные галереи с выходными отверсти ми, направленными один навстречу другому и расположенными 5 на уровне дна водобо , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности работы путем снижени  сбойности течени  в отвод щем водоводе, он снабжен водобойной стенкой, установленной поперек водобо  за выходными отверсти ми галерей , и выполненной с высотой, увеличивающейс  от устоев к оси водобо , и закручивающими поток устройствами, установленными в галере х.

2. Гаситель поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что лицева  грань водобойной стенки выполнена вогнутой криволинейной в вертикальном поперечном сечении стенки с увеличением радиуса кривизны от устоев к оси водобо .

0

5

0

Фиг.

григМ

Редактор А.Козориз

Составитель А.Сергеев Техред М.Дидык

Заказ 6203/33Тираж 607Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул,Проектна , 4

Корректор Н.Король