Гаситель энергии водного потока Советский патент 1993 года по МПК E02B8/06 

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть исполь- зрвано для гашения энергии водного потока в нижнем бьефе водовыпускных сооружений.

Целью изобретения является ликвидация перечисленных недостатков прототипа, повышение эффективности гашения энергии ниспадающего потока и сокращение длины крепления русла в нижнем бьефе.

На фигП изображен предлагаемый гаситель; на фиг.2 и 3 - разрезы А-А и В-В на фиг.1 соответственно.

Сбросной поток из лотка быстротока 1 по переходному участку 2 поступает в ниж- нИй бьеф водосброса. При этом в конце переходного участка 2 образуется сжатое

сечение потока глубиной h и максимальной скоростью воды. Сразу за зоной образования сжатого сечения поток сталкивается с порогом-растекателем 3 и разделяется на два потока, текущие в стороны бортов 4 колодца 5. Вследствие своей большой кинетической энергии разделенные потоки обтекают бортовые откосы 6 и сваливаются обратно к оси колодца 5. Происходит интенсивное соударение потоков. Для нераспространения потока с бортовых откосов напрямик в отводящее русло 7 и для усиления соударения разделенных потоков в ко лодцеб предусматривается уступ 8 по всему периметру выходного сечения колодца 5. Под реактивным воздействием уступа 8 поток с бортовых откосов более резко завора00СО 00 СЛ О

СО

чивается к оси колодца. Таким образом, на участке колодца 5 от растекателя 3 до концевого уступа 8 происходит интенсивное турбулентное перемешивание потока с гашением его избыточной энергии,

Преимущество предлагаемого гасителя по сравнению с прототипом заключается в том, что из-за более интенсивного соударения и турбулентного перемешивания разделенных потоков в водобойном колодце эффективность гашения избыточной кинетической энергии потока в нем значительно выше, полностью используется внутреннее пространство водобойного колодца для гашения энергии потока, значительно меньше материалоемкость конструкции.

Базовым объектом изобретения является проект паводкового водосброса гидроузла на р.Большой Киалим, запроектированный Ср- юзводоканалпроект ом.Расчетный расход сбросной воды на водосбросе составляет 206 м3/с при высоте паводочного потока 30 м. Водосброс запроектирован в виде быстрота ка. Гашение избыточной энергии ниспадающего потока в нижнем бьефе водосброса осуществляется водобойным колодцем длиной 35,0 м прямоугольного поперечного сечения с постоянной по длине шириной 10 м. В экспериментальном павильоне Бакинского филиала. ВНИИ ВОДГЕО была построена и исследовалась модель данного водосброса при масштабе моделирования А 50.

Данные опытов показали, что при применении предлагаемого гасителя в водосбросе с натурным расходом 100-210 м3/с на выходе водобойного колодца скорость потока не превышала 1,0-1,Зм/с, а течение воды здесь наблюдалось спокойное, с равномерным распределением скорости по ширине и глубине потока. Это положение позволяет сократить длины крепления в нижнем бьефе до 30%, При использовании для объекта проектного колодца тех же размеров и при том же расходе водосброса скорость потока на выходе колодца составляет 4.5-4.9 м/с. При этом распределение скорости воды по ширине и глубине потока здесь было весьма

неравномерным. Это положение вызывает необходимость увеличения размеров колодца и устройства дополнительного крепления в отводящем русле. Таким образом в ходе экспериментальных исследований бы- ли подтверждены преимущества предлагаемого гасителя энергии ниспадающего потока, которые заключаются в повышении эффективности гашения энергии ниспадающего потока и сокращения длины крепления русла в нижнем бьефе водосброса.

Предложенное техническое решение тесно связано также и с проблемой охраны окружающей среды, так как при использовании гасителя энергии ниспадающего потока сокращается объем строительных работ и водосбросного тракта в нижнем бьефе, предотвращается возникновение эрозии естественного русла за счет размыва.

Формула изобретения

1. Гаситель энергии водного потока, со держащий водобойный колодец, дно которого выполнено с постоянной шириной, сопряжено с вертикальными бортовыми стенками посредством боковых откосов, и расположенный на дне колодца V-образный в плане порог-растекатель, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения избыточной энергии потока и сокращения длины крепления русла, водобойный колодец выполнен с переменным по длине полигональным поперечным сечением с плановым углом расширения a f 40- 45°, в концевом сечении колодца размещен уступ высотой (1,9-2,2)Ь,.где h - сжатая глубина потока на входе в колодец, а боковые откосы выполнены с коэффициентом заложения m 2,0-2,5.

2. Гаситель энергии по пЛ, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, чтоУ-образный порог-растекатель выполнен со скошенной в сторону верхнего бьефа передней гранью и с центральным углом раскрытия, равным / 80- 90°, при этом порог-растекатель установлен на расстоянии (4,0-4,2)h от начала водобойного колодца.

«

А-А

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для гашения энергии водного потока в нижнем бьефе водосбросов. Цель изобретения - повышение эффективности гашения избыточной энергии потока и сокращение длины крепления русла. Цель достигается путем строительства водобойного колодца переменного сечения с порогом-растекате- лем. V-образный порог-растекатель устанавливается на дне по оси водобойного колодца на расстоянии (4,0-4,2)ЬСж (где Ьсж - сжатая глубина в колодце) от его начала. Бортовые стенки водобойного колодца расширяются под углом 40-45°. Гашение энергии обеспечивается соударением струй. 1 з.п,ф-лы, 3 ил. Ј

fr,0...V2)(

/7777.

6

//////7777, фг/&3

рЈ/с.2

в-В