SU947265A1

SU947265A1 - Water flow energy damper

Info

Publication number: SU947265A1
Application number: SU782633627A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Жаров
Original assignee: за витель /-, 1 bf /
Priority date: 1978-06-19
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1982-07-30

Description

(54) ГАСИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ВОШОГО ПОТОКА(54) POTENTIAL ENERGY OF THE POTENTIAL FLOW

Изобретение относитс к гидротехническим сооружени м, в частности к гасител м энергии водного потока в нижнем бьефе водосливных плотш. Известен гаситель энергии водного потока, устанавливаемый на водобое водосливных плотин , включающий пирсы с трапецеидальным в плане очертанием, расшир емым вниз по течен Пирсы имеют плоски передние и боковые . грани {1. Недостатком данного гасител энергии водного потока, вл етс то, что он имеет не очень высокую энергогас щую, способность, несмотр на его плохо обтекаемую форму, ггред усматривающую увеличение сопротивлени потоку и coздa шe локальных вихреобразований, причем его плохо обтекаема форма, в свою очередь, вызывает кавитащ1онные раэрушенн гасител . Известен также гаситель энергии водного потока, состо щий из р да нирсов, каждый из которых имеет верхнюю, заднюю и две боковые грани и в плане представл ет собой треугольник 12). Недостатком известного гасител энергии водного потока вл етс то, что он по существу выполн ет роль только расщепител потока, облада невысокой энергогас щей спосо остъю. Цель изобретени - повыщенне эффективности гашени энергии и уменьшение кавитационной эрозии гасителей энергии водиого по тока. Поставлеииал цель достигаетс тем, что в гасителе энергии водного потока, состо щем из р да пирсов, каждый из которых имеет верхнюю, заднюю и две боковые грани и в плане представл ет собой треугольник, вершина которого направлена навстречу тотоку, пирсы выполнены с верхней граиью, выступающей над боковыми граи ми, имеющими вогнутую криволинейную поверхность и наклоиеиа навстречу потоку, а боковые грани сопр жены одна с другой поверхностью обтекаемой формы. На фиг. 1 изображено устройство в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I; на фиг. 3 разрез Б-Б иа фиг. 2; ва фиг. 4, 5 и 6 сост ветствеиио разрезы В-В , Г-Г н Д-Л на фиг 2.The invention relates to hydraulic structures, in particular, to the energy absorbers of the water flow in the downstream of a spillway. A water stream energy absorber is known, which is installed on a water-borne overflow dam, which includes piers with a trapezoidal outline in plan, which can be extended downstream. The piers have flat front and side piers. faces {1. The disadvantage of this water flow energy extinguisher is that it has a not very high energy-extinguishing capacity, despite its poorly streamlined form, which sees an increase in resistance to flow and creation of local eddies, and its poorly streamlined form, in turn Causes cavitational raerushenn extinguisher. Also known is a water flow quencher, consisting of a series of nirses, each of which has top, back and two side faces (in plan it represents a triangle 12). The disadvantage of the known water flow energy extinguisher is that it essentially performs the role of only a flow splitter, and has a low energy-extinguishing method. The purpose of the invention is to increase the efficiency of energy quenching and reduce the cavitation erosion of water flow absorbers. The goal is achieved by the fact that in a water flow energy extinguisher, consisting of a series of piers, each of which has top, back and two side faces and in the plan is a triangle, the top of which is directed towards Totok, piers are made with an upper edge, protruding above the lateral faces, which have a concave curvilinear surface and slope and opposite to the flow, and the lateral faces are adjoined to one another with a streamlined shape. FIG. 1 shows a device in plan; in fig. 2 shows section A-A in FIG. I; in fig. 3 a cross-section of BB-figs. 2; Wah FIG. 4, 5, and 6 are congruent cuts sections bb, gdn dl in fig. 2.

На поверхности водобо 1, сопр женного с водосливной плотиной 2, устаиовлеи гаситель из р да пирсов 3, каждый из которых имеет переднюю грань 4, верхнюю грань 5, боковые , грани 6 и заднюю грань 7. В водобое 1 проложена воздухоподвод ща система 8.On the surface of a water stand 1, adjoining a spillway dam 2, a ustaley is a damper from a number of piers 3, each of which has a front face 4, an upper face 5, lateral faces, faces 6, and a rear face 7. In water 1, an air inlet system 8 is laid.

Гаситель работает следующим образом.The damper works as follows.

При пропуске расходов через водосливную плотину 2, массы воды поступают на водобой 1 и соудар ютс с пирсами 3, плавно обтекают их передние грани 4 и верхние грани 5, имеющие выпуклые поверхности со скругленными, ребрами. При обтекании боковых граней 6, имеющих вогнутую криволинейную поверхность, массы водьТ приобретают вращательное движение вокруг оси потока. Это обеспечиваетс плавным сопр жением поверхностей боковых граней 6 с водобоем 1, сохранением или уменьшением радиуса кривизны в верхней их части, вытсупающей над средней частью, имеющей наименьшую ширину гасител в каждом поперечном сечении, что необходимо дл отброса вращаюшихс масс воды на транзитную струю, а также расширением пирсов вниз по течению, создающим общую конфузорность потока и лучшие услови натекани его на вогнутые криволинейные боковые грани 6. Линии сопр жени боковых граней 6 гасителей с водобоем и с верхней гранью 5 также как и все образующие криволинейной поверхности, боковых граней 6 при этом могут быть или пр молинейными, или криволинейными с уменьшающимс вниз по течению радиусом кривизны, что предотвращает отрыв потока и образование зон кавитапди.When costs are passed through the spillway dam 2, the masses of water flow onto waterway 1 and collide with piers 3, smoothly flow around their front faces 4 and top faces 5, which have convex surfaces with rounded ribs. When flowing around the side faces 6, having a concave curved surface, the masses of the coolant acquire a rotational movement around the flow axis. This is ensured by smoothly matching the surfaces of the side faces 6 with the water stand 1, preserving or reducing the radius of curvature in their upper part, protruding above the middle part having the smallest damper width in each cross section, which is necessary for throwing the rotating masses of water onto the transit jet, as well as the expansion of the piers downstream, creating a general confusion of flow and the best conditions for its leakage onto concave curvilinear side faces 6. Interface lines of side faces 6 dampers with a water wall and from the top face As well as all forming curved surfaces, the side faces 6 can be either straight or curved with a downward curvature radius that prevents flow separation and the formation of cavitapdi zones.

Размеры и взаимное расположение гасителей зиергии водного потока обычно назначаютс в зависимости от удельных сбросных расходов, определ ющих глубину и скорость воды в сжатом сечении потока на водобое 1 с учетом обеспечени прочности и устойчивости каждого пирса. Указанные услови распростран ютс и на данный гаситель знергии водного потока, однако дл более эффективной его работы целесообразно выдержать следующие соотношени :The dimensions and the relative position of the water flow extinguisher dampers are usually assigned depending on the specific discharge flow rates determining the depth and velocity of water in a compressed flow section on water 1, taking into account the strength and stability of each pier. These conditions also apply to this energy stream energy absorber, however, in order to work more efficiently, it is advisable to maintain the following relationships:

ЙП/Ъпг 1,5 - 20, 0,7 - 1,0 где bf, - ширина пирса; В{, - длина пирса; d - рассто ние между пирсами.JP / Fg 1.5 - 20, 0.7 - 1.0 Where bf, is the pier width; B {, is the length of the pier; d is the distance between the piers.

Рассто ние С от задней грани 7 пирса 3 до точки пересечени закрученных потоков определ етс по прин тому отношению б и используетс при необходимости устройства второго р да гасителей.The distance C from the rear face 7 of pier 3 to the point of intersection of the swirling flows is determined by the received relation b and is used, if necessary, by the device of the second row of dampers.

Высота задней грани 7 пирса 3 назначаетс в зависимости от глубины потока в сжатом сечении и составл ет при зтом обычаю (0,50 ,7) Ь. Наклон верхней грани 5 целесообразенThe height of the rear face 7 of pier 3 is assigned depending on the depth of the stream in a compressed section and, in this case, is (0.50, 7) b. The slope of the top face 5 is appropriate

до 30, а ее ширина назначаетс равной (0,7 0,9) b р, (см. чертеж).up to 30, and its width is set to (0.7 0.9) b p, (see drawing).

Повышение противокавитационной соособносги предлагаемого гасител обеспечиваетс плавно обтекаемыми очертани ми пирсов, отсутствием острых боковых и верхних ребер, вызывающих опасные зоны отрыва потока, понжени гидродинамических давлений и кавитацию , а также значительным увеличением этих давлений на боковых гран х 6, ввиду дополнительного действи центробежной составл ющей от врашени масс воды па указанных гран х.Enhancement of anti-cavitation of the proposed extinguisher is ensured by smoothly streamlined outlines of piers, the absence of sharp side and upper ribs causing dangerous zones of flow separation, reduction of hydrodynamic pressures and cavitation, as well as a significant increase in these pressures on lateral edges x 6, due to the additional effect of centrifugal component Vrasheni masses of water PA specified gran x.

Увеличение гидродинамического давлени на всех гран х пирса, кроме, задней грани 7, обеспечиваетс также наклоном верхней грани 5 в сторону верхнего бьефа и конфузорностью потока в плане за счет расширени носителей вниз по течению. Также кавитаци может быть предотврашена подачей воздуха из воздухоотвод шей системы 8 в зоны понижени гидроди намического давлени .The increase in hydrodynamic pressure on all faces of the pier, except the rear face 7, is also provided by the inclination of the upper face 5 towards the upstream and confusion of flow in the plane due to the expansion of the carriers downstream. Cavitation can also be prevented by supplying air from the vent pipes of the system 8 to the hydrodynamic pressure lowering zones.

Таким образом, создание в потоке вращателного движени , в результате которого вращаюпщес массы воды соудар ютс или с транзитной струей, или с массами воды, сход щими с соседних пирсов, но вращающихс в противоположном направлении, вызывает интенсивное перемешивание всего потока, снижение его скоростей и эффективное гашение энергии в нижнем бьефе.Thus, the creation in the flow of rotational motion, as a result of which the rotating masses of water collide with either the transit jet, or with the masses of water converging from the neighboring piers, but rotating in the opposite direction, causes intense mixing of the entire flow, reducing its speeds and effective energy quenching downstream.

Уменьшение кавитационной эрозии на низовой грани пирса обеспечиваетс или ее безотрывным очертанием, или, при выполнении ее в виде стенки с малой кривизной, подачей возд ха из воздухоподвод шей системы.The reduction of cavitation erosion at the lower edge of the pier is provided either by its unseparable outline, or, when it is made in the form of a wall with a small curvature, by the flow of air from the air inlet system.

Исход из услови удешевлени строите.пьства предлагаемого гасител энергии, передние верхние и низовые грани пирсов могут выполн тьс также комбинированными по своему очертанию, состо щими в центральной часам из плоских граней, а в периферийных част х из криволинейных поверхностей плавно сопр гающихс с соседними гран ми.Proceeding from the condition of reducing the cost of building. The pledges of the proposed energy extinguisher, the front upper and lower faces of the piers can also be combined in their outline, consisting in the central clock from flat faces, and in the peripheral parts from curvilinear surfaces smoothly matching with adjacent faces .

Claims

Invention Formula

The water flow energy extinguisher consisting of a series, each of which has its top, back and two side faces, and smoothly is a triangle, the top of which is directed towards the flow, which is characterized by the fact that, in order to increase the efficiency of extinguishing energy and reduce cavitation erosion, the upper edge is made protruding above the lateral edges, having a concave KpHBonHfiefiii Hi