Устройство для пропуска высоконапорного потока Советский патент 1986 года по МПК E02B8/06 E02B9/06 

i.

o о ю

ОС

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОПУСКА ВЫСОКОНАПОРНОГО ПОТОКА, включающее подводящий участок, регулирующий расход затвор, приспособление для аэрации потока и концевой участок, отличающееся тем, что, с целью повьшения межремонтного периода путем снижения интенсивности скоростной и кавитационной эрозии, концевой участок выполнен с равновеликими по площади поперечными сечениями расширяющимся ко дну и сужающим ся в потолочной части по направлению к выходу. (Л

Фиг./

Изобретение относится тс гидротехнике и может быть использовано на водосбросах высоконапорных гидротехнических сооружений.

Известно устройство для пропуска высоконапорного потока, включающее подводящий водовод, регулирующее приспособление и отводящий водовод.

Недостатком известного устройства является кавитационная и скоростная эрозия материала облицовки отводащего водовода, устранение последствий которой требует значительных материальных затрат.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для пропуска высоконапорного потока, содержащее подводящий участок, регулирзтощий расход затвор, приспособление для аэрации потока и концевой участок.

Недостатком устройства для пропуска высоконапорного потока является потребность выполнения протяженных концевых участков устройства с облицовками из высокопрочных материалов и необходимость проведения частых ремонтных работ, что обусловлено высокой интенсивностью скоростной и ка.витационной эрозии. При пропуске в зтом устройстве поток за регулирующим расход затвором имеет прямоугольную эпюру скоростей, при которой скорости частиц воды внутри потока и на контакте с ограничивающими его поверхностями определяются напором сооружения. На неровностях поверхности при этом возникают динамические нагрузки, способные механически разрушать материал облицовки стенок. За этими неровностями одновременно возникает вакуум, который вызьшает кавитацнонное разрушение. По длине потока происходит постепенная трансформация эпюры скоростей путем торможения граничных слоев, при которой их скорость уменьшается настолько, что опасность разрушений стенок исчезает Длина участка потока, на котором происходит естественная трансформация потока, значительна, и в его пределах происходят указанные разрушения.

Целью изобретения является повьшение межремонтного периода путем снижения интенсивности скоростной и кавитационной эрозии.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для пропуска высоконапорного потока, включающем подводящий участок, регулирующий рас- ход затвор, приспособление для аэрации потока и концевой участок, который выполнен с равновеликими по площади поперечными сечениями расширяющимся ко дну и сужающимся в потолочной части по направлению к выходу.

На фиг,1 схематически изображено устройство для пропуска высоконапорного потока, вертикальный продольный разрез по оси устройства; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг,2,

Устройство для пропуска высоконапорного потока содержит подводящий участок 1, регулируюшлй расход затвор 2, приспособление 3 для аэрации потока и концевой участок 4,

Концевой участок 4, примыкающий к регулирующему расход затвору 2, выполнен с равновеликими по площади поперечными сечениями расширяющимся ко дну 5 и сужаюп1 1мся в потолочной части 6 по направлению к выходу 7, Поскольку регулируюп ий расход затвор 2 и затворная камера 8, как правило, имеют прямоугольное рабочее сечение, то поперечные сечения концевого участка 4 примут трапецеидальное очертание, которое наиболее просто вьтолнить с прямолинейными боковыми образующими. В этом случае боковые стенки 9 имеют вид косых поверхностей, сходящихся вверху и расходяш тхся снизу, но площадь поперечных сечений концевого участка 4 остается

при этом одинаковой.

Устройство для пропуска высоконапорного потока работает следующим образом.

Высоконапорный поток поступает по подводящему участку 1 в затворнзто камеру 8, где аэрируется с помощью приспособления 3. Расход потока регулируется затвором 2. Из затворной камеры 8 поток поступает в концевой участок 4, где падает на-дно 5 и растекается с ускорением. При этом формируются эпюры скоростей, которые при движении потока в концевом участке 4 трансформируются, и одновременно формируется пограничный слой, в пределах которого скорости резко уменьшаются, При даг(ьнейшем движении нижние части потока начинают расширяться, но при таком расширении потока резко тормозятся слои на койтакте потока с дном 5 и боковыми

стенками 9 концевого участка 4, и требуемый профиль эпюры скоростей формируется на ограниченном по длине участке 4. Б то же время происходит сжатие верхних боковых слоев потока сходящимися стенками 9, где вследствие набегания потока резко возрастает давление,, а скорость резко падает. /

(Риг.з

что приводит к аналогичной трансформации эпюры скоростей потока.

Устройство для пропуска высоконапорного потока позволяет уменьшить интенсивность скоростной и кавитационной эрозии и вследствие этого увеличить межремонтный период работы устройства. 6