WO2019093920A1 - Method for dissipating kinetic flow energy and device for dissipating energy - Google Patents

Method for dissipating kinetic flow energy and device for dissipating energy Download PDF

Info

Publication number
WO2019093920A1
WO2019093920A1 PCT/RU2017/001018 RU2017001018W WO2019093920A1 WO 2019093920 A1 WO2019093920 A1 WO 2019093920A1 RU 2017001018 W RU2017001018 W RU 2017001018W WO 2019093920 A1 WO2019093920 A1 WO 2019093920A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow
energy
river
water
semi
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/001018
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Виктор Миронович ГРИГОРЬЕВ
Original Assignee
Виктор Миронович ГРИГОРЬЕВ
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 Виктор Миронович ГРИГОРЬЕВ filed Critical Виктор Миронович ГРИГОРЬЕВ
Publication of WO2019093920A1 publication Critical patent/WO2019093920A1/en

Links

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

Definitions

  • the alleged group of inventions relates to methods for quenching the energy of flows of liquids and gases and can be used:
  • the single common inventive concept of the proposed inventions is to maximize the use of their own kinetic energy of gas and liquid streams to self-extinguish the energy of gases and liquids by turning them in the opposite direction with meeting angles of more than 180 °, which allows to neutralize the kinetic and / or internal energy of the fluid flow to the maximum and / or gas due to mechanical work.
  • a common disadvantage of the methods and devices for quenching the energy of flows known from the prior art is the underutilization of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy by performing a mechanical work.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Active methods using their own energy flows also combine with the device of various obstacles to the movement of the flow.
  • step overflows have been performed. But such overflows do not allow sufficiently slowing down the flow movement throughout the entire spillway, and therefore it has a high speed at the point of flow entry into the river, causing erosion of the bottom and river banks.
  • the known method can be effective in the case of tsunami waves, since the objective of the barrier against these waves is primarily the return of tidal water back to the sea. But in the case of applying the method for quenching water flows in hydraulic devices, gas-dynamic devices, the method is not applicable due to the necessity of passing movement of streams and is not sufficiently effective due to the angle of attack of the primary flow by the secondary flow at an angle of 180 °, which does not ensure full flow collisions full flow energy quenching.
  • the technical result of the invention is the applicability of the method of extinguishing in hydraulic engineering and gas dynamics, ensuring the effective use of self-energy of the flow for its self-extinguishing, simplifying the designs of devices that absorb the energy of the flow, increasing their durability and reliability.
  • the velocity vector of the moving secondary flux is directed relative to the velocity vector of the primary flow with an encounter angle of more than 180 °.
  • FIG. 1 illustrates the principle of the method.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
  • the primary flow moving along the flow conduit 1 has a speed V ] and colliding with the secondary flow deployed by the turn-over section 2 at an angle of more than 180 °, it loses speed to V 2 , turning into the secondary flow.
  • the secondary flow in a collision with the primary flow turns into a tertiary flow with a speed of V 3 .
  • the curvilinear shape of the turning section allows to achieve a reduction of static-dynamic loads on the structures of the devices that absorb the energy of the flow. Reducing the speed of the secondary flow allows reducing the overall static load on the structures of the devices that absorb the energy of the flow.
  • Impact of flows at an angle of more than 180 ° excludes the effect of stratification of oncoming flows at a meeting angle of 180 °.
  • the reversal of the secondary flow at a meeting angle of more than 180 ° ensures the efficient use of the own energy of the flow for its self-extinguishing, simplifying the design of devices that absorb energy of the flow, increasing their durability and reliability.
  • the known devices Due to the under-utilization of the energy of a moving stream in order to neutralize its kinetic energy due to performing mechanical work, the known devices have a high load on the structure, are complex in design and not sufficiently effective.
  • the flow energy absorber includes a water well, the bottom and walls of which have an artificial roughness in the form of semi-cylindrical gabions.
  • the semi-cylindrical gabions are laid on the anti-suffusion device and have a transverse orientation relative to the movement of the water flow.
  • the step of the water well has a concave surface, the generatrix of which is made with a gradual increase in the angle of rotation is written with the equation
  • H is the depth of the water well
  • a is the final angle of rotation of the tangent to the curve-forming, and ⁇ 90 °;
  • the disadvantages of the known devices are: the under-utilization of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy due to performing mechanical work, high load on the structure, complexity of the design, restrictions on the variations of the generatrix of the concave surface when debugging a damper.
  • the technical result of the invention is to ensure efficient use of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy by performing mechanical work, reducing the load on the structure, simplifying the design, the possibility of design and experimental design variations of the shape of the concave surface when debugging the damper.
  • H - flow section in the direction of the cross-section of the semicylinder; a is a numerical value of a coefficient from 2 to 10, depending on the speed and the maximum possible section of the flow height;
  • D is the average diameter of a semi-cylindrical surface in the plane perpendicular to the incoming flow.
  • the numerical value of the coefficient from 2 to 10 is selected by means of calculations and experimental design works.
  • FIG. 2 illustrates the principle of operation of the device.
  • the primary flow moving along the flow guide 1 has the speed Vi and colliding with the secondary flow deployed by means of the semi-cylindrical well 2 at an angle of more than 180 °, it loses speed to V 2 , turning into the secondary flow.
  • the secondary flow in a collision with the primary flow turns into a tertiary flow with a speed of V 3 .
  • the curvilinear shape of the semi-cylindrical well allows to achieve the reduction of static-dynamic loads on the structures of the energy flow damper. Reducing the speed of the secondary flow allows reducing the overall static load on the structures of the energy absorbent of the flow, increasing its durability and reliability.
  • the water flow energy extinguisher includes a sutopane conduit in an annular chamber connected to an additional rectangular chamber.
  • the quench chamber is provided with longitudinal walls fixed at the bottom of an additional rectangular quench chamber in the form of two vertical spillway walls parallel to its walls, and at the exit section of the annular chamber - confusedly at an angle to one another.
  • the upper end of the confuser walls has a radially curved wall mounted with a gap to the opposite free gap between the side walls of the chamber.
  • the lower end of the vertical partitions, in the direction of the diverting channel, is located in front of the wash gallery with transitional curvilinear walls located above the side walls of the gallery and conjugated with the exit threshold of the gallery.
  • the output threshold is located above the bottom of the chamber, is made with a horizontal shelf and is connected with the bottom of the diverting channel.
  • the bottom of the gallery is connected through a hole with a pipe with a flat shutter. Due to the collision of jets in the chambers in the areas: differential, curvilinear walls, bent along the radius, overflowing through the walls, as well as in the gallery before the output threshold, water flow is generated, flow energy is quenched, bottom output speeds are reduced and a smooth entrance to the discharge channel .
  • the disadvantages of the known devices are: the underutilization of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy due to the performance of mechanical work, high load on the structure, the complexity of the design.
  • the technical result of the invention is the provision of efficient use of the energy of a moving stream to neutralize it.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) kinetic energy due to performing mechanical work, reducing the load on the structure, simplifying the design.
  • d is the averaged value of the diameter of the flow in the direction transverse to its movement
  • a is a numerical value of a coefficient from 4 to 10, depending on the velocity and the maximum possible cross section of the flow;
  • D is the largest diameter of the rotation figure in the plane perpendicular to the incoming flow.
  • the numerical value of the coefficient from 2 to 10 is selected by means of calculations and development work.
  • a conduit, a confuser, an annular chamber, a figure of rotation can be made rectangular in planes perpendicular to the flow.
  • FIG. 3 illustrates the principle of operation of the device.
  • the rotation figure made along the forming curve as an Archimedes spiral section with an increasing turning angle of more than 180 °, splits the primary flow at the top of the cone of the rotation figure 4 and turns the flow in the opposite direction to the meeting angle of more than 180 °. When this occurs, the circular compression of the primary stream by the secondary stream.
  • the curvilinear shape of the rotational figure makes it possible to achieve the reduction of static-dynamic loads on the structures of the energy flow damper. Reducing the speed of the secondary flow allows reducing the overall static load on the structures of the energy absorbent of the flow, increasing its durability and reliability.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) self-extinguishing, simplifying the design of the energy absorber of the flow, increasing its durability and reliability.
  • the known cascade devices Due to the under-utilization of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy due to performing mechanical work, the known cascade devices have a high load on the structures, are complex in design and are not sufficiently effective.
  • the spillway includes a surface tip connected in series with each other, a sloping shaft, a diverting tunnel and an end structure.
  • twisting devices are made in the form of a knee, in which the horse retraction is made in the form of a confuser with a flat insert at the bottom, and the lower one - in the form of a cylinder smoothly coupled to the bottom of the confuser.
  • the knee of each swirling device is located in the horizontal plane, and the cylinder of each bottom outlet is joined to the lower portion of the inclined shaft, forming a turn in the vertical plane.
  • the disadvantages of the known device are: under-utilization of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy due to mechanical work, high load on the structure, complexity of the design, limited possibility of design and experimental variations, including variations in the step of damper devices during debugging cascade flow brake.
  • the technical result of the invention is the provision of efficient use of the energy of a moving stream to neutralize it.
  • SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) kinetic energy due to performing mechanical work, reducing the load on the structure, simplifying the design, the expanded possibility of design and experimental variations, including variations in the pitch of the damper devices when debugging the cascade flow brake.
  • the cascade flow brake includes successively installed and interconnected during the flow section, flow rate quenchers in the form of devices according to claim 2 and 3 in the amount of more than one (FIG. 4, FIG.
  • the devices in accordance with claim 2. are applicable as elements for picking open cascade brakes in open spillways.
  • the devices according to claim 3 are applicable as completing elements of cascade brakes of closed channels intended for the movement of gases and liquids along them, in particular, for spillway sections, exhaust paths of gases of internal combustion engines, etc.
  • the devices work as follows.
  • p is the density of the moving stream, kg / m 3 ;
  • V is the speed of the moving stream, m / s,
  • the curvilinear part of the lower device is buried below the level of the river bottom, which allows reducing the degree of turbulence of the flow before the flow passes into the river bed.
  • the devices of claim 3 are connected in cascade brake in series.
  • the operation of the cascade flow brake is similar to the above.
  • a disadvantage of the known devices is the presence in the place of the spillway excess common and local velocities of the water flow in the form of vortices, jets, which in turn contribute to the erosion of the bottom of rivers and banks.
  • the closest analogue to the claimed invention is a flow energy damper for a culvert (USSR Author's Certificate ⁇ ° 1684411kl, ⁇ 02 ⁇ 8/06, 1958).
  • the analogue includes a spillway with parallel side walls and a water wall with a side wall that expands in plan, on which there is a straight spreader threshold, located in the direction of flow of the water behind the corner mate of the side walls of the spillway and water face. Threshold spreading set on the basis of the calculated hydrodynamic dependencies.
  • the disadvantage of the analogue is the turbulent nature of the flow of water discharged into the river, due to the location of the spreading spout above the level of the river bottom and the presence of obstacles in the form of water diversion devices on the spreading spout.
  • the technical result of the invention is the elimination of erosion of the bottom and banks on the spillway of hydraulic structures.
  • the runaway caliper is made in the form of a semi-cylindrical well according to claim 2 and the bottom of the river bottom is buried with a mark of the upper edge 1 below the bottom of the river, and from the lower edge 2 of the semi-cylindrical well there is an inclined plate 3 with an elevation towards the bottom of the river and an expansion value at the entry point in the river, determined by the formula:
  • Hmin the minimum depth of the water flow from the bottom of the river to the level of the water surface in the river, m;
  • Vnom is the nominal speed of the water flow at the entrance to the river, assumed to be 1.5 m / s.
  • the device works as follows.
  • the inclination of the slab allows you to create a backwater and to equalize the vectors of the speeds of spreading, due to which unwinding of the vortices and the decomposition of the jets of flow occur.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Sewage (AREA)

Abstract

The group of inventions relates to methods for dissipating the energy of flows of liquids or gases and can be used in hydraulic and mechanical engineering. The group of inventions includes a method for dissipating the kinetic energy of a flow of a liquid and/or a gas, in which the direction of the velocity vector of a moving secondary flow relative to the velocity vector of a primary flow produces an angle of incidence of more than 180°, a cylindrical flow energy dissipator comprising a flow dissipation channel which gradually transitions at its inlet into a semi-cylindrical shaft having a curved generatrix in the form of a portion of an Archimedean spiral, a toroidal flow energy dissipator comprising a raceway, an annular chamber, and a converging portion, wherein the channel of the raceway of the flow dissipator terminates in the converging portion at the inlet to the annular chamber such as to be situated opposite to and at a short distance from the tip of the body of a solid of revolution having a curved generatrix in the form of a portion of an Archimedean spiral, a cascade flow retarder comprising a series of interconnected flow velocity dissipators in an amount greater than one throughout the length of a portion of a flow, a pacifying discharge portion in the form of a semi-cylindrical shaft sunk into a riverbed such that the level of the upper edge of the discharge portion is below the level of the riverbed, and an inclined apron is upwardly inclined from the lower edge of the semi-cylindrical shaft toward the riverbed, said apron widening at the point where it meets the river.

Description

СПОСОБ ГАШЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ПОТОКА И УСТРОЙСТВА ГАШЕНИЯ ЭНЕРГИИ  METHOD OF SUBSTITUTING KINETIC ENERGY OF A FLOW AND A DEVICE FOR SUBSTITUTING ENERGY
Описание к заявке на изобретение Description of the application for invention
Предполагаемая группа изобретений относится к способам гашения энергии потоков жидкостей и газов и может быть использована: The alleged group of inventions relates to methods for quenching the energy of flows of liquids and gases and can be used:
= в гидротехнических сооружениях, в частности для гашения энергии водного потока на водосбросах открытого и шахтного типа;  = in hydraulic structures, in particular, to quench the energy of the water flow on open and mine-type spillways;
- в машиностроении, отоплении, двигателях внутреннего сгорания, в частности для гашения энергии и шума потоков жидкостей и выхлопных газов.  - in mechanical engineering, heating, internal combustion engines, in particular for quenching energy and noise from the flow of liquids and exhaust gases.
Единый общий изобретательский замысел предполагаемых изобретений заключается в максимальном использовании собственной кинетической энергии газовых, жидкостных потоков для самогашения энергии газов и жидкостей путём их разворота во встречном направлении с углами встречи более 180°, что позволяет в максимальной степени нейтрализовать кинетическую и/или внутреннюю энергию потока жидкости и/или газа за счёт совершения механической работы.  The single common inventive concept of the proposed inventions is to maximize the use of their own kinetic energy of gas and liquid streams to self-extinguish the energy of gases and liquids by turning them in the opposite direction with meeting angles of more than 180 °, which allows to neutralize the kinetic and / or internal energy of the fluid flow to the maximum and / or gas due to mechanical work.
Разворотгазов и/или жидкостей во встречном направлении с углами встречи более 180° позволяет создавать наиболее простые устройства для гашения энергии потоков.  Spreads and / or liquids in the opposite direction with meeting angles of more than 180 ° allow you to create the most simple devices for extinguishing the energy of flows.
Уровень техники The level of technology
Известны различные способы гашения энергии потока, которые можно разделить: There are various ways to quench the energy of the flow, which can be divided:
- на пассивные способы с устройством различных препятствий в виде стенок, рассекателей, преград, продольных сопротивлений и т. п.;  - on passive methods with the device of various obstacles in the form of walls, dividers, barriers, longitudinal resistance, etc .;
- активные способы с использованием собственной энергии потоков с завихрением потоков, соударением струй, разворотом потоков во встречном направлении на углы до 180° включительно (1-8).  - active methods using the self-energy of streams with turbulence of streams, collision of jets, reversal of streams in the opposite direction at angles up to 180 ° inclusive (1-8).
Общим недостатком известных из уровня техники способов и устройств гашения энергии потоков является недоиспользование энергии движущегося потока для нейтрализации его кинетической энергии за счёт совершения механической паботы  A common disadvantage of the methods and devices for quenching the energy of flows known from the prior art is the underutilization of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy by performing a mechanical work.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Активные способы с использованием собственной энергии потоков совмещают также и с устройством различных препятствий движению потока. В частности, на аварийном водосбросе Саяно-Шушенской ГЭС выполнены ступенчатые переливы. Но такие переливы не позволяют в достаточной степени затормозить движение потока на протяжении всего водосбросного участка, и поэтому в месте входа потока в реку он имеет высокую скорость, вызывающую размыв дна и берегов рек. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) Active methods using their own energy flows also combine with the device of various obstacles to the movement of the flow. In particular, on the emergency spillway of the Sayano-Shushenskaya HPP, step overflows have been performed. But such overflows do not allow sufficiently slowing down the flow movement throughout the entire spillway, and therefore it has a high speed at the point of flow entry into the river, causing erosion of the bottom and river banks.
Из уровня техники также известно, что после водобойных колодцев не выполняются успокоители турбулентности, которые достаточно надёжно могли бы предотвратить размыв донных и береговых линий рек.  It is also known in the art that, after water wells, turbulence dampers are not performed, which could reliably prevent erosion of bottom and coastal lines of rivers.
1) Наиболее близким к способу гашения кинетической энергии потока аналогом является патент RU 2 310 707 С2 «Способ уменьшения разрушительного действия цунами». 1) Closest to the method of quenching the kinetic energy of the flow analogue is the patent RU 2 310 707 C2 "A method for reducing the destructive action of a tsunami."
Согласно известному способу в районах выхода цунами на берег в направлении, противоположном движению волн цунами, посредством разворота вектора скорости волн цунами на 180° в тоннелях  According to a known method, in areas of tsunami landfall in the direction opposite to the movement of tsunami waves, by turning the vector of the velocity of tsunami waves by 180 ° in tunnels
- образной формы организуют встречные потоки воды.  - figuratively organize counter-flows of water.
Известный способ может быть эффективен в случае волн цунами, поскольку задачей заграждения против этих волн является прежде всего возврат приливной воды обратно в море. Но в случае применения способа для гашения потоков воды в гидротехнических устройствах, газодинамических устройствах способ не применим ввиду необходимости попутного движения потоков и не достаточно эффективен ввиду угла атаки первичного потока вторичным потоком под углом 180°, что не обеспечивает полноценное соударение потоков и соответственно не обеспечивает наиболее полное гашение энергии потока.  The known method can be effective in the case of tsunami waves, since the objective of the barrier against these waves is primarily the return of tidal water back to the sea. But in the case of applying the method for quenching water flows in hydraulic devices, gas-dynamic devices, the method is not applicable due to the necessity of passing movement of streams and is not sufficiently effective due to the angle of attack of the primary flow by the secondary flow at an angle of 180 °, which does not ensure full flow collisions full flow energy quenching.
Технический результат изобретения -применимость способа гашения в гидротехнике и газодинамике, обеспечение эффективного использования собственной энергии потока для его самогашения, упрощение конструкций устройств-гасителей энергии потока, повышение их долговечности и надёжности.  The technical result of the invention is the applicability of the method of extinguishing in hydraulic engineering and gas dynamics, ensuring the effective use of self-energy of the flow for its self-extinguishing, simplifying the designs of devices that absorb the energy of the flow, increasing their durability and reliability.
Технический результат достигается следующим.  The technical result is achieved as follows.
Для более эффективного гашения первичного потока в заявляемый способ предполагает, что вектор скорости движущегося вторичного потока направляется по отношению к вектору скорости первичного потока с углом встречи более 180°.  For more effective quenching of the primary flow in the inventive method, it assumes that the velocity vector of the moving secondary flux is directed relative to the velocity vector of the primary flow with an encounter angle of more than 180 °.
На фиг. 1 проиллюстрирован принцип осуществления способа.  FIG. 1 illustrates the principle of the method.
Отличие предлагаемого способа от известных в следующем.  The difference of the proposed method from the following.
2 2
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Движущийся по потоководу 1 первичный поток имеет скорость V] и сталкиваясь с развёрнутым посредством разворотного участка 2 на угол встречи более 180° вторичным потоком, теряет скорость до V2, превращаясь во вторичный поток. Вторичный поток при столкновении с первичным потоком превращается в третичный поток со скоростью V3. При этом криволинейная форма разворотного участка позволяет достигнуть снижения статодинамических нагрузок на конструкции устройств-гасителей энергии потока. Снижение скорости вторичного потока позволяет снизить общую статическую нагрузку на конструкции устройств-гасителей энергии потока. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The primary flow moving along the flow conduit 1 has a speed V ] and colliding with the secondary flow deployed by the turn-over section 2 at an angle of more than 180 °, it loses speed to V 2 , turning into the secondary flow. The secondary flow in a collision with the primary flow turns into a tertiary flow with a speed of V 3 . In this case, the curvilinear shape of the turning section allows to achieve a reduction of static-dynamic loads on the structures of the devices that absorb the energy of the flow. Reducing the speed of the secondary flow allows reducing the overall static load on the structures of the devices that absorb the energy of the flow.
Энергия потока гасится по преимуществу при встречном соударении потоков.  The energy of the flow is extinguished predominantly during a counter impact of the flows.
Соударение потоков под углом более 180° исключает эффект расслоения встречных потоков при угле встречи 180°.  Impact of flows at an angle of more than 180 ° excludes the effect of stratification of oncoming flows at a meeting angle of 180 °.
Разворот вторичного потока на угол встречи более 180°обеспечивает эффективное использование собственной энергии потока для его самогашения, упрощение конструкции устройств-гасителей энергии потока, повышение их долговечности и надёжности.  The reversal of the secondary flow at a meeting angle of more than 180 ° ensures the efficient use of the own energy of the flow for its self-extinguishing, simplifying the design of devices that absorb energy of the flow, increasing their durability and reliability.
2) Известные способы гашения энергии потока реализуются в различных устройствах, называемых гасителями (Патенты RU 2 310 707 С2, RU 2 524 814 CI, RU 2 341 615 CI, RU 2 375 520 CI, RU 2 483 158 CI, RU 2 489 545 CI, RU 2 489 546 С1, А. с. СССР 1564458). 2) Known methods of quenching energy flow are implemented in various devices, called absorbers (Patents RU 2 310 707 C2, RU 2 524 814 CI, RU 2 341 615 CI, RU 2 375 520 CI, RU 2 483 158 CI, RU 2 489 545 CI, RU 2 489 546 C1, A. p. USSR 1564458).
По причине недоиспользования энергии движущегося потока для нейтрализации его кинетической энергии за счёт совершения механической работы известные устройства имеют высокую нагрузку на конструкции, являются сложными по конструкции и не достаточно эффективными.  Due to the under-utilization of the energy of a moving stream in order to neutralize its kinetic energy due to performing mechanical work, the known devices have a high load on the structure, are complex in design and not sufficiently effective.
Наиболее близким аналогом к заявляемому гасителю энергии потока цилиндрообразному является патент RU 2 450 103 С2 «Гаситель энергии потока».  The closest analogue to the claimed cylinder-shaped energy extinguisher of a flow is patent RU 2 450 103 C2 “Energy flow extinguisher”.
Согласно аналогу гаситель энергии потока включает водобойный колодец, дно и стенки которого имеют искусственную шероховатость в форме полу цилиндрических габионов. Полуцилиндрические габионы уложены на противосуффозионное устройство и имеют поперечную ориентацию относительно движения потока воды. Уступ водобойного колодца имеет вогнутую поверхность, образующая которой выполнена с постепенным увеличением угла поворота пописывается уравнением  According to the analogue, the flow energy absorber includes a water well, the bottom and walls of which have an artificial roughness in the form of semi-cylindrical gabions. The semi-cylindrical gabions are laid on the anti-suffusion device and have a transverse orientation relative to the movement of the water flow. The step of the water well has a concave surface, the generatrix of which is made with a gradual increase in the angle of rotation is written with the equation
О" = (tg2 * х2) 1 4Я O "= (tg 2 * x 2 ) 1 4Y
где Н - глубина водобойного колодца;  where H is the depth of the water well;
а -конечный угол поворота касательной к кривойобразующей, а<90°;  a is the final angle of rotation of the tangent to the curve-forming, and <90 °;
з  s
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) x - абсцисса кривойобразующей в декартовой системе координат. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) x - curve-forming abscissa in Cartesian coordinate system.
Недостатками известного устройства являются :недоисполъзование энергии движущегося потока для нейтрализации его кинетической энергии за счёт совершения механической работы, высокая нагрузка на конструкции, сложностьпо конструкции, ограничения по вариациям образующей вогнутой поверхности при отладке гасителя.  The disadvantages of the known devices are: the under-utilization of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy due to performing mechanical work, high load on the structure, complexity of the design, restrictions on the variations of the generatrix of the concave surface when debugging a damper.
Технический результат изобретения - обеспечение эффективного использования энергии движущегося потока для нейтрализации его кинетической энергии за счёт совершения механической работы, снижение нагрузок на конструкции, упрощение конструкции, возможность расчётных и опытно-конструкторских вариаций формы образующей вогнутой поверхности при отладке гасителя.  The technical result of the invention is to ensure efficient use of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy by performing mechanical work, reducing the load on the structure, simplifying the design, the possibility of design and experimental design variations of the shape of the concave surface when debugging the damper.
Технический результат достигается следующим.  The technical result is achieved as follows.
Заявленное устройство (Фиг. 2) «гаситель энергии потока цилиндрообразный» выполнен таким образом, что канал гасителя потока 1 на входе плавно переходит в выполненный по образующей кривой в виде участка спирали Архимеда с углом разворота более 180° и имеющий соотношение D = аН полуцилиндрический колодец 2,  The claimed device (Fig. 2) "a flow cylinder of a cylinder-shaped energy" is designed so that the channel of the flow damper 1 at the entrance smoothly turns into an Archimedean spiral with a turning angle of more than 180 ° and having a ratio D = anH semi-cylindrical well 2,
где :  where:
Н - сечение потока в направлении поперечного сечения полуцилиндра; а - зависящее от скорости и максимально возможного сечения высоты потока численное значение коэффициента от 2 до 10;  H - flow section in the direction of the cross-section of the semicylinder; a is a numerical value of a coefficient from 2 to 10, depending on the speed and the maximum possible section of the flow height;
D - усреднённый диаметр полуцилиндрической поверхности в плоскости, перпендикулярной входящему потоку.  D is the average diameter of a semi-cylindrical surface in the plane perpendicular to the incoming flow.
Зависящее от скорости и максимально возможного сечения высоты потока численное значение коэффициента от 2 до 10 подбирается посредством расчётов и опытно-конструкторских работ.  Depending on the speed and the maximum possible section of the flow height, the numerical value of the coefficient from 2 to 10 is selected by means of calculations and experimental design works.
На фиг. 2 проиллюстрирован принцип работы устройства.  FIG. 2 illustrates the principle of operation of the device.
Движущийся по потоководу 1 первичный поток имеет скорость Vi и сталкиваясь с развёрнутым посредством полуцилиндрического колодца 2 на угол встречи более 180° вторичным потоком, теряет скорость до V2, превращаясь во вторичный поток. Вторичный поток при столкновении с первичным потоком превращается в третичный поток со скоростью V3. The primary flow moving along the flow guide 1 has the speed Vi and colliding with the secondary flow deployed by means of the semi-cylindrical well 2 at an angle of more than 180 °, it loses speed to V 2 , turning into the secondary flow. The secondary flow in a collision with the primary flow turns into a tertiary flow with a speed of V 3 .
Криволинейная форма полуцилиндрического колодца позволяет достигнуть снижения статодинамических нагрузок на конструкции гасителя энергии потока. Снижение скорости вторичного потока позволяет снизить общую статическую нагрузку на конструкции гасителя энергии потока, повысить его долговечность и надёжность.  The curvilinear shape of the semi-cylindrical well allows to achieve the reduction of static-dynamic loads on the structures of the energy flow damper. Reducing the speed of the secondary flow allows reducing the overall static load on the structures of the energy absorbent of the flow, increasing its durability and reliability.
4 four
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Разворот вторичного потока на угол встречи более 180° обеспечивает эффективное использование собственной энергии потока для его самогашения, упрощение конструкции гасителя энергии потока, повышение его долговечности и надёжности, SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The reversal of the secondary flow at a meeting angle of more than 180 ° ensures the efficient use of the own energy of the flow for its self-extinguishing, simplifying the design of the energy flow absorber, increasing its durability and reliability,
Возможность расчётных и опытно-конструкторских вариаций формы образующей вогнутой поверхности при отладке гасителя обеспечивает оптимизацию конструкторских решений применительно к разным типам потоков по материалу, температуре, вязкости, скорости движения и объёму потока по массе.  The possibility of calculated and experimental design variations of the shape of the forming concave surface when debugging a damper ensures the optimization of design solutions for various types of flows in material, temperature, viscosity, speed and mass flow rate.
3) Наиболее близким аналогом к заявляемому гасителю энергии потока тороидальному является патент RU 2 523 530 С 1 «Гаситель энергии водного потока». 3) The closest analogue to the claimed toroidal energy flow extinguisher is patent RU 2 523 530 С 1 “Water flow energy extinguisher”.
Согласно аналогу гаситель энергии водного потока включает водовод суступом в кольцевой камере, сопряженной с дополнительной прямоугольной камерой. Камера гашения снабжена продольными стенками, закрепленными на дне дополнительной прямоугольной камеры гашения в виде двух вертикальных водосливных перегородок параллельно ее стенкам, а на выходном участке кольцевой камеры - конфузорно под углом одна к другой. Верхний конец стенок конфузора имеет загнутую по радиусу стенку, установленную с зазором к противоположно свободному промежутку между боковыми стенками камеры. Нижний конец вертикальных перегородок, в сторону отводящего русла, расположен перед промывной галереей с переходными криволинейными стенками, расположенными над боковыми стенками галереи исопряженными с выходным порогом галереи. Выходной порог расположен выше дна камеры, выполнен с горизонтальной полкой и сопряжен с дном отводящего русла. Дно галереи сопряжено через отверстие с трубопроводом с плоским затвором. Вследствие соударения струй в камерах на участках: перепад, криволинейные стенки, загнутые по радиусу, перелив через стенки, а также в галерее перед выходным порогом происходит генерация потока воды, обеспечивается гашение энергии потока, достигается снижение донных скоростей на выходе и плавный вход в отводящее русло.  According to the analogue, the water flow energy extinguisher includes a sutopane conduit in an annular chamber connected to an additional rectangular chamber. The quench chamber is provided with longitudinal walls fixed at the bottom of an additional rectangular quench chamber in the form of two vertical spillway walls parallel to its walls, and at the exit section of the annular chamber - confusedly at an angle to one another. The upper end of the confuser walls has a radially curved wall mounted with a gap to the opposite free gap between the side walls of the chamber. The lower end of the vertical partitions, in the direction of the diverting channel, is located in front of the wash gallery with transitional curvilinear walls located above the side walls of the gallery and conjugated with the exit threshold of the gallery. The output threshold is located above the bottom of the chamber, is made with a horizontal shelf and is connected with the bottom of the diverting channel. The bottom of the gallery is connected through a hole with a pipe with a flat shutter. Due to the collision of jets in the chambers in the areas: differential, curvilinear walls, bent along the radius, overflowing through the walls, as well as in the gallery before the output threshold, water flow is generated, flow energy is quenched, bottom output speeds are reduced and a smooth entrance to the discharge channel .
Недостатками известного устройства являются: недоиспользование энергии движущегося потока для нейтрализации его кинетической энергии за счёт совершения механической работы, высокая нагрузка на конструкции, сложность по конструкции.  The disadvantages of the known devices are: the underutilization of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy due to the performance of mechanical work, high load on the structure, the complexity of the design.
Технический результат изобретения - обеспечение эффективного использования энергии движущегося потока для нейтрализации его  The technical result of the invention is the provision of efficient use of the energy of a moving stream to neutralize it.
5  five
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) кинетической энергии за счёт совершения механической работы, снижение нагрузок на конструкции, упрощение конструкции. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) kinetic energy due to performing mechanical work, reducing the load on the structure, simplifying the design.
Технический результат достигается следующим.  The technical result is achieved as follows.
Канал водовода 1 гасителя потока на входе кольцевую камеру 3 заканчивается конфузором 2 и через зазор упирается в вершину конуса 4 фигуры вращения с образующей кривой 5 в виде участка спирали Архимеда с нарастающим углом разворота более 180° и имеющий соотношение D = ad где  The channel of the conduit 1 of the flow damper at the inlet, the annular chamber 3 ends with confuser 2 and through the gap rests against the top of the cone 4 of the rotation figure with the generating curve 5 as an Archimedes spiral section with an increasing turning angle of more than 180 ° and having the ratio D = ad where
где d - осреднённое значение диаметра потока в поперечном его движению направлении;  where d is the averaged value of the diameter of the flow in the direction transverse to its movement;
а - зависящее от скорости и максимально возможного сечения потока численное значение коэффициента от 4 до 10;  a is a numerical value of a coefficient from 4 to 10, depending on the velocity and the maximum possible cross section of the flow;
D - наибольший диаметр фигуры вращения в плоскости, перпендикулярной входящему потоку.  D is the largest diameter of the rotation figure in the plane perpendicular to the incoming flow.
Зависящее от скорости и диаметра потока численное значение коэффициента от 2 до 10 подбирается посредством расчётов и опытно- конструкторских работ.  Depending on the speed and diameter of the flow, the numerical value of the coefficient from 2 to 10 is selected by means of calculations and development work.
Для прямоугольных водоводов водовод, конфузор, кольцевая камера, фигура вращения могут быть исполнены прямоугольного очертания в плоскостях, перпендикулярных движению потока.  For rectangular conduits, a conduit, a confuser, an annular chamber, a figure of rotation can be made rectangular in planes perpendicular to the flow.
На фиг. 3 проиллюстрирован принцип работы устройства.  FIG. 3 illustrates the principle of operation of the device.
По каналу водовода 1 гасителя потока движется поток и концентрируется в конфузоре 2, увеличивая скорость до Vj. Первичный поток со скоростью Vi сталкивается под углом встречи более 180° с вторичным потоком, теряет скорость до V2, превращаясь во вторичный поток. Вторичный поток при столкновении с первичным потоком превращается в третичный поток со скоростью V3. On the channel of the conduit 1 of the damper flow moves and concentrates in the confuser 2, increasing the speed to Vj. The primary stream with the speed Vi collides at an angle of meeting more than 180 ° with the secondary stream, loses speed to V 2 , turning into a secondary stream. The secondary flow in a collision with the primary flow turns into a tertiary flow with a speed of V 3 .
Фигура вращения, выполненная по образующие кривой в виде участка спирали Архимеда с нарастающим углом разворота более 180°, обеспечивает расщепление первичного потока на вершине конуса фигуры вращения 4 и разворот потока во встречном направлении на угол встречи более 180°. При этом происходит круговое обжатие первичного потока вторичным потоком.  The rotation figure, made along the forming curve as an Archimedes spiral section with an increasing turning angle of more than 180 °, splits the primary flow at the top of the cone of the rotation figure 4 and turns the flow in the opposite direction to the meeting angle of more than 180 °. When this occurs, the circular compression of the primary stream by the secondary stream.
Криволинейная форма фигуры вращения позволяет достигнуть снижения статодинамических нагрузок на конструкции гасителя энергии потока. Снижение скорости вторичного потока позволяет снизить общую статическую нагрузку на конструкции гасителя энергии потока, повысить его долговечность и надёжность.  The curvilinear shape of the rotational figure makes it possible to achieve the reduction of static-dynamic loads on the structures of the energy flow damper. Reducing the speed of the secondary flow allows reducing the overall static load on the structures of the energy absorbent of the flow, increasing its durability and reliability.
Разворот вторичного потока на угол встречи более 180° обеспечивает эффективное использование собственной энергии потока для его  The reversal of the secondary flow at a meeting angle of more than 180 ° ensures the efficient use of the own energy of the flow for its
6  6
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) самогашения, упрощение конструкции гасителя энергии потока, повышение его долговечности и надёжности. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) self-extinguishing, simplifying the design of the energy absorber of the flow, increasing its durability and reliability.
Возможность расчётных и опытно-конструкторских вариаций формы образующей вогнутой поверхности при отладке гасителя обеспечивает оптимизацию конструкторских решений применительно к разным типам потоков по материалу, температуре, вязкости, скорости движения и объёму потока по массе.  The possibility of calculated and experimental design variations of the shape of the forming concave surface when debugging a damper ensures the optimization of design solutions for various types of flows in material, temperature, viscosity, speed and mass flow rate.
4) Известные способы гашения энергии потока на водосбросах по линии их протяжённости реализуются в различных устройствах в виде каскадных водосбросов с последовательно расположенными гасителями различного типа (6, Патент RU 2 375 520 С1). 4) Known methods of quenching the energy of the flow in the spillway along the line of their length are implemented in various devices in the form of cascade spillways with successively located dampers of various types (6, Patent RU 2 375 520 C1).
По причине недоиспользования энергии движущегося потока для нейтрализации его кинетической энергии за счёт совершения механической работы известные устройства каскадов имеют высокую нагрузку на конструкции, являются сложными по конструкции и не достаточно эффективными.  Due to the under-utilization of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy due to performing mechanical work, the known cascade devices have a high load on the structures, are complex in design and are not sufficiently effective.
Наиболее близким аналогом к заявляемому каскадному тормозу потока является патент SU 1709010 (автор Илюшин В. Ф.).  The closest analogue to the claimed cascade flow brake is the patent SU 1709010 (author Ilyushin V.F.).
Согласно аналогу водосброс включает последовательно соединенные между собой поверхностный оголовок, наклонную шахту, отводящий туннель и концевое сооружение. По длине наклонной шахты и в месте ее сопряжения с отводящим туннелем выполнены закручивающие устройства в виде колена, у которого верховой отвод выполнен в виде конфузора с плоской вставкой на дне, а низовой - в виде цилиндра, плавно сопряженного с дном конфузора. Колено каждого закручивающего устройства расположено в горизонтальной плоскости, а цилиндр каждого низового отвода состыкован с нижним участком наклонной шахты, образуя поворот в вертикальной плоскости. В результате трасса водосброса проходит по наикратчайшему пути в обход плотины, а на каждом закручивающем устройстве происходит гашение избыточной кинетической энергии сбрасываемого потока воды.  According to the analogue, the spillway includes a surface tip connected in series with each other, a sloping shaft, a diverting tunnel and an end structure. Along the length of the inclined shaft and in the place of its interfacing with the diverting tunnel, twisting devices are made in the form of a knee, in which the horse retraction is made in the form of a confuser with a flat insert at the bottom, and the lower one - in the form of a cylinder smoothly coupled to the bottom of the confuser. The knee of each swirling device is located in the horizontal plane, and the cylinder of each bottom outlet is joined to the lower portion of the inclined shaft, forming a turn in the vertical plane. As a result, the spillway route passes along the shortest path bypassing the dam, and at each swirling device the excess kinetic energy of the discharged water flow is quenched.
Недостатками известного устройства являются: недоиспользование энергии движущегося потока для нейтрализации его кинетической энергии за счёт совершения механической работы, высокая нагрузка на конструкции, сложность по конструкции, ограниченная возможность расчётных и опытно- конструкторских вариаций, в т. ч. вариаций шага устройств-гасителей при отладке каскадного тормоза потока.  The disadvantages of the known device are: under-utilization of the energy of a moving stream to neutralize its kinetic energy due to mechanical work, high load on the structure, complexity of the design, limited possibility of design and experimental variations, including variations in the step of damper devices during debugging cascade flow brake.
Технический результат изобретения - обеспечение эффективного использования энергии движущегося потока для нейтрализации его  The technical result of the invention is the provision of efficient use of the energy of a moving stream to neutralize it.
7 7
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) кинетической энергии за счёт совершения механической работы, снижение нагрузок на конструкции, упрощение конструкции, расширенная возможность расчётных и опытно-конструкторских вариаций, в т. ч. вариаций шага устройств-гасителей при отладке каскадного тормоза потока. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) kinetic energy due to performing mechanical work, reducing the load on the structure, simplifying the design, the expanded possibility of design and experimental variations, including variations in the pitch of the damper devices when debugging the cascade flow brake.
Технический результат достигается следующим.  The technical result is achieved as follows.
Каскадный тормоз потока включает последовательно установленные и соединенные между собой на протяжении участка потока гасители скорости потока в виде устройств по п. 2 и 3 в количестве более одного (Фиг 4, Фиг. The cascade flow brake includes successively installed and interconnected during the flow section, flow rate quenchers in the form of devices according to claim 2 and 3 in the amount of more than one (FIG. 4, FIG.
5)· five)·
Описание схем работы устройств по п. 2 и 3 как отдельных устройств- гасителей энергии потока приведено выше.  A description of the operation of the devices in p. 2 and 3 as separate devices for energy flow absorbers is given above.
Устройства по п. 2 .применимы в качестве элементов для комплектования открытых каскадных тормозов в открытых водосбросах.  The devices in accordance with claim 2. Are applicable as elements for picking open cascade brakes in open spillways.
Устройства по п. 3 применимы в качестве элементов комплектования каскадных тормозов закрытых каналов, предназначенных для движения по ним газов и жидкостей, в частности для участков водосбросов, трактов выхлопа газов двигателей внутреннего сгорания, пр.  The devices according to claim 3 are applicable as completing elements of cascade brakes of closed channels intended for the movement of gases and liquids along them, in particular, for spillway sections, exhaust paths of gases of internal combustion engines, etc.
Устройства работают следующим образом.  The devices work as follows.
При использовании в качестве элементов для комплектования открытых каскадных тормозов в открытых водосбросах выполняют последовательную установку устройств-гасителей по п. 2, создавая каскад.  When used as components for picking open cascade brakes in open spillways, they perform the sequential installation of damper devices according to claim 2, creating a cascade.
При движении водного потока от высотной отметки верхнего бьефа к высотной отметке нижнего бьефа поток воды последовательно тормозится. Это не позволяет водному потоку набирать критические значения энергии.  When the water flow from the height of the upstream to the altitude of the downstream, the flow of water is successively inhibited. This prevents the water flow from gaining critical energy values.
Поскольку энергия движущегося потока определяется известным соотношением  Since the energy of a moving stream is determined by the known ratio
Е =(p8V3)/2 E = (p8V 3 ) / 2
где :  where:
р - плотность движущегося потока, кг/м3; p is the density of the moving stream, kg / m 3 ;
2 - площадь сечения движущегося потока, м2; 2 - the cross-sectional area of the moving stream, m 2 ;
V - скорость движущегося потока, м/с,  V is the speed of the moving stream, m / s,
ТО эффективное торможение потока на протяжении участка водосброса является наиболее актуальным способом предотвращения размыва гидротехнических сооружений и прилегающих днищ акваторий.  Maintenance effective braking of the flow throughout the spillway area is the most relevant way to prevent erosion of hydraulic structures and the adjacent bottoms of water areas.
Криволинейная часть нижнего устройства заглублена ниже уровня дна реки, что позволяет снизить степень турбулентность потока перед переходом потока в русло реки.  The curvilinear part of the lower device is buried below the level of the river bottom, which allows reducing the degree of turbulence of the flow before the flow passes into the river bed.
Устройства по п. 3 соединяются в каскадный тормоз последовательно. Работа каскадного тормоза потока аналогична вышеописанному.  The devices of claim 3 are connected in cascade brake in series. The operation of the cascade flow brake is similar to the above.
8  eight
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) 5) Из уровня техники известно о водосбросные устройства завихряющего, дробящего, аэрирующего поток типа (1 -5, Авторское свидетельство СССР М> 271382, кл. Е02В 8/06, 1970). SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 5) From the prior art it is known about the spillway devices of the swirl, crushing, aerating flow type (1-5, USSR Author's Certificate M> 271382, class EV 8/06, 1970).
Недостатком известных устройств является наличие в месте водосброса избыточных общих и местных скоростей водного потока в виде вихрей, струй, которые в свою очередь способствуют размыву дна рек и берегов.  A disadvantage of the known devices is the presence in the place of the spillway excess common and local velocities of the water flow in the form of vortices, jets, which in turn contribute to the erosion of the bottom of rivers and banks.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является Гаситель энергии потока для водопропускного сооружения (Авторское свидетельство СССР Ν° 1684411кл, Е 02 В 8/06, 1958).  The closest analogue to the claimed invention is a flow energy damper for a culvert (USSR Author's Certificate Ν ° 1684411kl, Е 02 В 8/06, 1958).
Согласно описанию аналог включает водосброс с параллельными боковыми стенками и выполненный с расширяющимися в плане боковыми стенками водобой, на котором установлен прямолинейный порог- растекатель, расположенный по направлению течения потока за угловым сопряжением боковых стенок водосброса и водобоя. Порог-растекатель установлен на основании расчётных гидродинамических зависимостей.  According to the description, the analogue includes a spillway with parallel side walls and a water wall with a side wall that expands in plan, on which there is a straight spreader threshold, located in the direction of flow of the water behind the corner mate of the side walls of the spillway and water face. Threshold spreading set on the basis of the calculated hydrodynamic dependencies.
Недостатком аналога является турбулентный характер выводимого в реку потока воды, обусловленный расположением порога-растекателя выше уровня дна реки и наличием препятствий в виде водобойных приспособлений на пороге-растекателе.  The disadvantage of the analogue is the turbulent nature of the flow of water discharged into the river, due to the location of the spreading spout above the level of the river bottom and the presence of obstacles in the form of water diversion devices on the spreading spout.
Технический результат изобретения - исключение размыва дна и берегов на водосбросах гидротехнических сооружений.  The technical result of the invention is the elimination of erosion of the bottom and banks on the spillway of hydraulic structures.
Технический результат достигается следующим.  The technical result is achieved as follows.
Взбег-успокоителъ выполнен в виде полуцилиндрического колодца по п. 2 и заглублен грунт дна реки с отметкой верхней кромки 1 ниже отметки дна реки, а от нижней кромки 2 полуцилиндрического колодца выполнена наклонная плита 3 с подъёмом в сторону дна реки и величиной расширения в месте входа в реку, определяемой по формуле :  The runaway caliper is made in the form of a semi-cylindrical well according to claim 2 and the bottom of the river bottom is buried with a mark of the upper edge 1 below the bottom of the river, and from the lower edge 2 of the semi-cylindrical well there is an inclined plate 3 with an elevation towards the bottom of the river and an expansion value at the entry point in the river, determined by the formula:
В = (Qmax /(Hmin * Vnom)  B = (Qmax / (Hmin * Vnom)
где :  where:
В - ширина взбег-успокоителя на входе в реку, м;  B - width of the runaway damper at the entrance to the river, m;
Qmax - максимальный планируемый объём водосброса, м ;  Qmax - the maximum planned volume of the spillway, m;
Hmin - минимальная глубина водного потока от отметки дна реки до уровня поверхности воды в реке, м;  Hmin - the minimum depth of the water flow from the bottom of the river to the level of the water surface in the river, m;
Vnom - номинальная скорость водного потока на входе в реку, принимаемая равной 1,5 м/с.  Vnom is the nominal speed of the water flow at the entrance to the river, assumed to be 1.5 m / s.
Устройство работает следующим образом.  The device works as follows.
Вышедший из гасителя водный поток имеет высокую турбулентность и аэрированность. По мере движения потока воды по наклонной плите Зможет  Released from the damper water flow has a high turbulence and aeration. As the flow of water on the inclined plate
9 9
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) происходить незначительное снижение его скорости, т. к. высота сечения водного потока на входе в взбег-успокоитель больше, чем на выходе. Соотношение площадей сечения на входе и на выходе во взбег-успокоитель не имеет принципиального значения, но площадь сечения входящего потока не должна превышать площадь сечения выходящего потока. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) there is a slight decrease in its speed, since the height of the cross section of the water flow at the entrance to the runaway damper is greater than at the exit. The ratio of the cross-sectional areas at the inlet and at the exit to the runaway damper does not have a fundamental value, but the cross-sectional area of the incoming stream should not exceed the cross-sectional area of the outgoing stream.
Наклон плиты позволяет создать подпор и равнонаправить векторы скоростей растекания, благодаря чему происходит раскручивание вихрей и разложение струй потока..  The inclination of the slab allows you to create a backwater and to equalize the vectors of the speeds of spreading, due to which unwinding of the vortices and the decomposition of the jets of flow occur.
Источники информации, принятые во внимание Sources of information taken into account
1. Справочник проектировщика гидротехнических сооружений. - М.: Стройиздат, 1983 г. 1. Handbook of the designer of hydraulic structures. - M .: stroiizdat, 1983
2. Ахметов В.К., Шкадов В.Я. Численное моделирование вязких вихревых течений для технических приложений. М., Изд-во АСВ, 2009,  2. Akhmetov V.K., Shkadov V.Ya. Numerical modeling of viscous vortex flows for technical applications. M., Publishing House DIA, 2009,
3. Волшаник В.В., Зуйков А. Л., Куприянов В.П., Новикова И. С, Родионов В.Б., Ханов Н.В., Цедров Г.Н., Асташова И.В. Особенности движения воздухонасыщенного потока воды в высоконапорных вихревых водосбросах // Безопасность энергетических сооружений. 2010, Вып.17, с.236-251.  3. Volshanik V.V., Zuykov A.L., Kupriyanov V.P., Novikova I.S., Rodionov V.B., Khanov N.V., Tsedrov G.N., Astashova I.V. Features of the movement of air-saturated water flow in high-pressure vortex spillways. Safety of Energy Facilities. 2010, Vol.17, pp. 236-251.
4. Волшаник В.В., Зуйков А. Л., Мордасов А.П. Закрученные потоки в гидротехнических сооружениях. - М.: Энергоатомиздат, 1990, с.45-48, рис.2.4-2.7.  4. Volshanik V.V., Zuykov A.L., Mordasov A.P. Swirling flows in hydraulic structures. - M .: Energoatomizdat, 1990, p.45-48, ris.2.4-2.7.
5. Животовский Б. А. Водосбросные и сопрягающие сооружения с закруткой потока. М., Изд-во РУДЫ. 1995, с 75-77, рис.36.  5. Zhivotovsky B. A. Spillways and interconnecting structures with spin flow. M., Publishing House. 1995, 75-77, ris.36.
6. Гидравлические расчеты водосбросных гидротехнических сооружений. Справочное пособие. - М. : Энергоатомиздат, 1988, с.237, рис.16.6.  6. Hydraulic calculations of water-saving hydraulic structures. Reference manual. - M.: Energoatomizdat, 1988, p.237, fig.16.6.
8. Розанов Н. П. и др., М., Колос, 1984, М. Б. Кошумбаев «Устройства нижнего бьефа водостоков» Международная Академия Информатизации «Гашение энергии потока воды соударением струй в узле сопряжения шахты с отводящим туннелем»УДК 626.627  8. Rozanov, N. P., et al., M., Kolos, 1984, M. B. Koshumbaev “Downstream devices of drains” International Academy of Informatization “Quenching the energy of water flow by jet impact in a junction of a mine with a diversion tunnel” UDC 626.627
Ил. 6.  Il 6
Независимых п. ф. 5, зависимых п. ф. 2.  Independent pf 5, dependent pf 2
ю Yu
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)  SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ гашения кинетической энергии потока, включающий разворот потока на угол 180° и менее 180°, отличающийся тем, что вектор скорости движущегося вторичного потока направляют по отношению к вектору скорости первичного потока с углом встречи более 180°. 1. The method of quenching the kinetic energy of the flow, including turning the flow through an angle of 180 ° and less than 180 °, characterized in that the velocity vector of the moving secondary flow is directed relative to the velocity vector of the primary flow with a meeting angle of more than 180 °.
2. Гаситель энергии потока, включающий водобойный колодецс днищем, вогнутой поверхностью уступа, образующая которой выполнена спостепенным увеличением угла поворота 2. The flow energy damper, which includes a water well with a bottom, a concave surface of the ledge, which forms a gradual increase in the angle of rotation
отличающийся тем, что канал гасителя потока на входе плавно переходит в выполненный по образующей кривой в виде участка спирали Архимеда с углом разворота более 180° и имеющий соотношение D = аН полуцилиндрический колодец  characterized in that the channel of the flow quencher at the inlet smoothly turns into a Archimedean spiral formed as a section curve with a turning angle of more than 180 ° and having a semi-cylindrical well having the D = AN ratio
где  Where
Н -сечение потока в направлении поперечного сечения полуцилиндра; а - зависящее от скорости и максимально возможного сечения высоты потока численное значение коэффициента от 2 до 10;  H is the flow cross section in the direction of the cross-section of the half-cylinder; a is a numerical value of a coefficient from 2 to 10, depending on the speed and the maximum possible section of the flow height;
D - усреднённый диаметр полуцилиндрической поверхности в плоскости, перпендикулярной входящему потоку.  D is the average diameter of a semi-cylindrical surface in the plane perpendicular to the incoming flow.
3. Гаситель энергии потока, включающий водовод, кольцевую камеру, конфузор, отличающийся тем, что канал водовода гасителя потока на входе кольцевую камеру заканчивается конфузором и через зазор упирается в вершину конуса фигуры вращения с образующей кривой в виде участка спирали Архимеда с нарастающим утлом разворота более 180°и имеющий соотношение D = ad 3. A flow energy damper including a water line, an annular chamber, a confuser, characterized in that the inlet duct of the flow damper at the inlet annular chamber ends with a confuser and through the gap rests against the top of the cone of the rotation figure with the forming curve in the form of a section of the Archimedes spiral with a rising u-turn more 180 ° and having a ratio of D = ad
где  Where
где d-осред нённое значениедиаметра потока в поперечном его движению направлении;  where d is the averaged value of the flow diameter in the direction transverse to its motion;
а - зависящее от скорости и максимально возможного сечения потока численное значение коэффициента от 4 до 10;  a is a numerical value of a coefficient from 4 to 10, depending on the velocity and the maximum possible cross section of the flow;
D - наибольший диаметр фигуры вращения в плоскости, перпендикулярной входящему потоку.  D is the largest diameter of the rotation figure in the plane perpendicular to the incoming flow.
4. Каскадный тормоз потока, включающий последовательно соединенные между собой устройства, отличающийся тем, что на протяжении потока установлены гасители скорости потока по п. 2 и 3 в количестве более одного. 4. Cascade flow brake comprising devices connected in series, characterized in that during the flow the flow rate dampers according to claim 2 and 3 are installed in an amount of more than one.
11 eleven
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
5. Взбег-успокоитель, включающий установленный выше уровня дна реки порог-растекатель с расширением по направлению движения потока воды, отличающийся тем, что полуцилиндрический колодец по п. 2 выполнен заглубленным в грунт дна реки с отметкой верхней кромки ниже отметки дна реки, а от нижней кромкиполуцилиндрического колодца выполнена наклонная плита с подъёмом в сторону дна реки и определяемой по формуле 5. A runaway damper, including a spreader-threshold installed above the bottom of the river with an extension in the direction of water flow, characterized in that the semi-cylindrical well according to claim 2 the lower edge of the semi-cylindrical well is an inclined plate with a rise towards the bottom of the river and defined by the formula
В— (Qmax)/(Hmin * Vnom)  B— (Qmax) / (Hmin * Vnom)
шириной водного потока на входе в реку  the width of the water flow at the entrance to the river
где  Where
В - ширина взбег-успокоителя на входе в реку, м;  B - width of the runaway damper at the entrance to the river, m;
Qmax - максимальный планируемый объём водосброса, м3; Qmax - the maximum planned volume of spillway, m 3 ;
Hmin - минимальная глубина водного потока от отметки дна реки до уровня поверхности воды в реке, м;  Hmin - the minimum depth of the water flow from the bottom of the river to the level of the water surface in the river, m;
Vnom - номинальная скорость водного потока на входе в реку, принимаемая равной 1,5 м/с.  Vnom is the nominal speed of the water flow at the entrance to the river, assumed to be 1.5 m / s.
6. Гаситель энергии потока по п. 3, отличающийся тем, что водовод, конфузор, кольцевая камера, фигура вращения исполнены прямоугольного очертания в плоскостях, перпендикулярных движению потока. 6. The flow energy damper according to claim 3, characterized in that the water line, confuser, annular chamber, rotation figure are rectangular in planes perpendicular to the flow movement.
7. Взбег-успокоитель по п. 5, отличающийся тем, что площадь сечения входящего потока в начале наклонной плиты не превышает площадь сечения выходящего потока в конце наклонной плиты. 7. The runaway damper according to claim 5, characterized in that the cross-sectional area of the incoming stream at the beginning of the inclined plate does not exceed the cross-sectional area of the outgoing stream at the end of the inclined plate.
12 12
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)  SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2017/001018 2017-11-09 2018-01-17 Method for dissipating kinetic flow energy and device for dissipating energy WO2019093920A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017138993 2017-11-09
RU2017138993A RU2658700C1 (en) 2017-11-09 2017-11-09 Method of absorbing the kinetic energy of the flow, energy streamer of the flow cylinder, toroidal energy absorber of the flow, device for absorbing kinetic energy of the flow, absorber of energy of the flow

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019093920A1 true WO2019093920A1 (en) 2019-05-16

Family

ID=62713609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/001018 WO2019093920A1 (en) 2017-11-09 2018-01-17 Method for dissipating kinetic flow energy and device for dissipating energy

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2658700C1 (en)
WO (1) WO2019093920A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109826301A (en) * 2019-03-14 2019-05-31 中建地下空间有限公司 A kind of prefabricated assembled folded plate moldeed depth tunnel draining shaft structure
CN110578322A (en) * 2019-10-14 2019-12-17 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 River valley trajectory bucket

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1684411A1 (en) * 1989-01-04 1991-10-15 Среднеазиатское Отделение Всесоюзного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука Damper of flow energy for waterworks
SU1709010A1 (en) * 1989-06-19 1992-01-30 Среднеазиатское Отделение Всесоюзного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука High-pressure underground spillway
RU2523530C1 (en) * 2013-03-26 2014-07-20 Михаил Иванович Голубенко Dissipating device of water flow
CN206034390U (en) * 2016-08-26 2017-03-22 长春工程学院 Underflow reversal offset collision energy dissipater

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2310707C2 (en) * 2005-12-12 2007-11-20 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Method to decrease destructive tsunami action
RU2450103C2 (en) * 2010-07-27 2012-05-10 ФГОУ ВПО "Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия" Energy dissipator
CN106988283B (en) * 2017-05-25 2019-08-02 重庆交通大学 The energy dissipating method to be liquidated based on water stream

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1684411A1 (en) * 1989-01-04 1991-10-15 Среднеазиатское Отделение Всесоюзного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука Damper of flow energy for waterworks
SU1709010A1 (en) * 1989-06-19 1992-01-30 Среднеазиатское Отделение Всесоюзного Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им.С.Я.Жука High-pressure underground spillway
RU2523530C1 (en) * 2013-03-26 2014-07-20 Михаил Иванович Голубенко Dissipating device of water flow
CN206034390U (en) * 2016-08-26 2017-03-22 长春工程学院 Underflow reversal offset collision energy dissipater

Also Published As

Publication number Publication date
RU2658700C1 (en) 2018-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hager Energy Dissipators: IAHR Hydraulic Structures Design Manuals 9
Hoffmans Jet scour in equilibrium phase
Odgaard et al. Sediment control by submerged vanes
RU2551992C1 (en) Energy dissipator for open canals
CN101831892B (en) Hydropower station bank slope energy dissipation structure
CN101148866A (en) Drainage system estuary pier bar swirl chamber composite energy dissipation method
WO2019093920A1 (en) Method for dissipating kinetic flow energy and device for dissipating energy
CN102704448A (en) Deep-hole rotational flow vertical shaft flood discharging tunnel and design method
Mazumder Flow transition design in hydraulic structures
RU2523530C1 (en) Dissipating device of water flow
Xianqi Hydraulic characteristics of rotational flow shaft spillway for high dams
WO2011121603A1 (en) Mild slope channel hydro power generation hydro power generation from subcriticalcanals
RU2341616C2 (en) Flared-type end section in pressure culvert with vertical water outlet
CN110080176A (en) A kind of cyclone shaft formula energy-dissipating structure
RU2634545C1 (en) Water flow baffle
Al-Zubaidy et al. Sediment control at the lateral channel inlet
CN203514274U (en) Crashing type combined underflow energy dissipater structure
Odgaard et al. Sediment control in bridge waterways
RU2609429C1 (en) Water flow energy dissipator
BURLACHENKO et al. OPERATION EVALUATION OF WATER DISCHARGE END SECTIONS IN THE CONDITIONS OF NARROW DOWNTHROW
Cabonce et al. Culvert baffles to facilitate upstream fish passage
CN103410128B (en) Underflow energy dissipation structure for fish back type drop bank
Brakeni et al. Study of a stilling basin with a swirling flow
RU2814823C1 (en) Wave absorber and its versions
RU2609390C1 (en) Water flow energy dissipator

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17931238

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17931238

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1