Водосброс Советский патент 1989 года по МПК E02B8/06 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для сброса воды иэ верхнего бьефа гвдроузла в нижний.

Известен водосброс, включающий цилиндрическую вертикальную шахту и подводящий канал, выполненный в виде Наклонного суживающего спирального лотка, конец которого размещен в шахте. : .

Недостаток этого устройства заключается в том, что используется не вся пропускная способность шахты вследствие размещения конца лотка в шахте.

Известен также водосброс, включаюгщий цилиндрическую вертикальную шахту и .подводящий канал, соединенный тангенциальнь с вертикальной шахтой.

Недостаток этого водосброса заключается в том, что закручивание при переходе из канала в шахту получают только внешние струйки.потока. Внутренние струйки продолжают двигаться прямолинейно и ударяются в противоположную стенку, снижая интенсив(О ность вихревого движения, а следова.тельно, гашение энергии потока недо статочно эффективно. Для образования устойчивого вихревого движения в та«. ком водосбросе необходимо, чтобы ширина потока-в месте его входа в шахту не превышала - 1/5D -диаметра шахты. Это, в свою очередь, приводит 1C необходимости строить шахту диаСПметром, превьшающим .диаметр подводяелbiero туннеля в 1,5-2 раза (это имело место на водосбросе плотины Медео).

со Бели диаметр шахты больше, чем у подводящего туннеля, то можно сузить поток на переходном участке, развивая его в высоту, и ввести в шахту плоский поток шириной В 1/4-1/5D. Однако, чрезмерное увеличение высоты потока приводит к возникновению большего градиента скорости между верхними и нижними струйками, что в свою очередь снижает интенсивность вихревого движения. Это приводит к быстрому затуханию винтообразного движения воды в шахте, происходит отрьш струи от стенок шахты и переход потока к свободному падению. . . Цель изобретения - повьпиение эффективности гашения энергии потока. Достигается это тем, что водосброс снабжен наклонным водоводом, .соединен ным тангенциально с шахтой ниже соединения подводящего канала на величину шага закрутки потока, а второй конец водовода соединен с подводящим каналом. На фиг. 1 изображен поперечный разрез по оси водосброса; на фиг. 2 кривые зависимости шага закрутки от скорости потока в подводящем канале. Вихревой тангенциальный водосброс с повторной закруткой включает подводящий- канал 1, который на некотором расстоянии от вертикальной шахты 2 разделяется на, почти горизонтальный канал 3 и наклонный водовод 4. , Угол наклона водовода 4 определяется из того расчета, что разность высот сечений сопряжения канала 3 и водовода 4 с шахтой дожна быть равна величине шага S закрутки лотка воды. Шаг S закрутки можно определить по графикам, показьгоающим зависимост шага закрутки (где d - диаметр шахты) от скорости потока в подводящем канале V при уклонах i 0,01; 0,4 и 0,62. Значения i 0,01 и 0,62 являются пределами, в которых располагаются практически возможные значе ния уклонов подводящих каналов. При необходимости можно искомое значение для других значений i найти интерполированием графиков, которые изображены на фиг. 2. При увеличении скорости Значения шага закрутки становятся независимыми от уклона дна и стремятся к одной

кривой. По этой кривой, зная скорость j ты. потока на входе в шахту (ее можно вычислить по формуле V С У Ri, где С - коэффициент Шези; R - гидравлический радиус, можно определить величину S и тем самым положение нижнего подвода. , Поскольку графики показывают, что шаг на общем участке кривой S. f (V) слабо зависит от скорости, то изменения шага закрутки при колебаниях расхода будут незначительны. Необходимо, чтобы минимальное значение S было больше максимальной глубины потока на входе в шахту во избежание подтопления входа. Устройство работает следующим образом. Поток воды из канала 1 попадает в канал 3 и водовод 4. Часть потока по каналу 3 подается в шахту 2 по касательной к ее образующей под углом 10-15 к горизонту, вследствие чего в шахте 2 возбуждается вихревое движение воды. Остальная часть потока подается в шахту 2 по водоводу 4 по касательной, но с большим наклоном к горизонту.. Благодаря тому, что расстояние между местами входа канала 3 и водово-« да 4 в шахту 2 равно шагу закрутки потока воды, сопряжение вращающегося в шахте 2 потока и дополнительного расхода, поступающего из низового водовода 4, происходит без удара. Дополнительный расход подводится по касательной, и его скорость близка к скорости потока в шахте 2. Таким образом поток получает дополнительную (повторную) закрутку, что позволит поддерживать вихревое движение на всем протяжении шахты 2, а тем самым увеличить интенсивность гашения энергии сбросного потока в пределах шах

ВОДОСБРОС, включающий цилиндрическую вертикальную шахту и подводящий канал, соединенный тангенциально с вертикальной шахтой, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности гашения энергии потока, он снабжен наклонным водоводом, срединенным одним концом тангенциально с шахтой ниже соединения подводящего канала на величину шага закрутки потоку, а другой конец водовода соединен с подводящим каналом.