Способ гашения энергии поверхностной части потока Советский патент 1981 года по МПК E02B8/06 E02B8/08 

Изобретение относится к гидротехническому строительству, в частност к способам гашения энергии потока при лесосплаве. . Известен способ гашения энергии поверхностной части речного потока, заключающийся в воздействии на поток подвижного твердого тела, установленного на поверхности воды поперек русла 1. Известен также способ гашения эне гии поверхностной части речного пото ка, заключающийся в воздействии на поток твердого тела, установленного под поверхностью воды поперек русла С2. Недостатком известных способов является малая зона пониженных ско ростей, ограничение сплавного хода по глубине потока и размыв русла. Цель изобретения - увеличение зон пониженных скоростей и предотвращени размыва русла. Цель достигается тем, что твердое тело опускают и поднимают со скоростью не менее 0,5б2 скорости речного , потока, не .соприкасаясь с поверхностью дна водоема. На чертеже изображена схема способа гашения энергии поверхностной части речного потока. На речной поток 1 воздействуют с помощью твердого тела, выполненного в виде пластины 2 установленной под поверхностью 3 воды. На поверхности 3 речного потока 1 находится сплавляемая единица . В речной .поток, движущийся со скоростью ( V ), на глубину осадки транспортной единицы { d ) , под свободную поверхность 3 помещается пластина 2 шириной в плане ( 6 ) под углом атаки ( QL ) и опускается вертикально вниз .на величину амплитуды колебаний ( h ) со скоростью ( W ). При опускании пластины 2 величина полной скорости потока, набегающего на крыло paBHaTV Tw , угол атаки по отношению к скорости набегающего потока увеличивается за счет добавоч ной отностельной скорости ( W ) на величину arctg-, циркуляция скорос ти вокруг крыла при опускании ( Го равна -Jbrv 4- W г -SinCa arctg В нижнем точке амплитуды скорость пластины 2 резко изменяется и пластина 2 поднимается вертйкалыЧо и рав номерно со скоростью 1 W ) до исходной верхней точки амплитуды, циркуляция скорости вокруг пластины 2 при поднятии ( Г( ) равна Г -3fb-/V n Sin(a- arctg). W Знак перед выражением arctg- сменился на противоположный, ввиду смен знака добавочной скорости набегающего потока ( W ), При переходе пласти ны 2 от поднятия к опусканию в верхней точке амплитуды циркуляция изменится на величину , что приводит к отходу крыла вихря с циркуля-, цией т- - (г„ -Го) гТГЬ CosQ В нижней точке амплитуды, при переходе от опускания к поднятию от пластины 2 отходит вихрь с циркуляцией f , Отход вихрей в крайних точках амплитуды колебаний физически происходит вследствие резкого изменения условий обтекания (остановка,.изменени угла атаки) за счет распада погранич ного слоя. При; переходе пластины 2 из одной крайней точки в другую происходит подготовка порций пограничного слоя к отрыву, Вихри, отходящие один за другим в верхней и нижней точках амплитуды при колебаниях пластины 2, образуют дорожку, аналогичную дорожке Кармана, но с обратным направлением вращения вихрей. Uo - скорость-, сообщаемая вихрями дорожки всем другим вихрям дорожки вдали от пластины 2 равна th &

1- расстояние между вихрями, находящимися на верхней и нижней части дорожки вниз по потоку, равно 1

( ) Тиdh

Т - период взмаха крыла, равен .

Формула изобретения

Способ гашения энергии поверхностной части речного потока, преимущестДля случая устойчивости дорожки -а- 0.281 и W-Oi562 0,35Ч//Усо4в Скорости движения пластины 2 при подъеме и опускании должны быть не меньшими 0,5б2 от величины скорости основного потока. Образование за пластиной 2 устойчивой, обращенной вихревой дорожки с Шахматным расположением вихрей приводит к возникновению потоков жидкости, движущихся вне вихревой дорожки встречно направлению основного потока вуше и ниже крайних точек амплитуды колебаний пластины 2, Вихревая дорожка представляет собой след, который движется вниз по течению со средней скоростью невозмущенного потока, простирающегося при дозвуковых скоростях и малых числах Рейнольдса на расстоянии от пятисот до тысячи характерных размеров пластины 2 (ширины пластины 2 в плане), и оставаясь при этом полностью самосохраняющимся, что позволяет увеличить длину зоны пониженных скоростей поверхностной части потока до пятисот-тысячи характерных размеров пластины 2 (ширина пластины 2 в плане). Образование ниже вихревой дорожки потока, встречного основному, приводит к снижению скоростей в придонной части русла, что снижает опасность размыва дна русла. Привод пластины 2 осуществляется от электрического двигателя преобразованием вращательного движения в поступательное с помощью Кулачкового механизма. Установка пластины 2 с углами атаки менее девяноста градусов приводит к возможности увеличения размеров пластины 2 и следовательно, образует большую по глубине зону с погашенными скоростями поверхностной части потока, что позволяет снижать скорость движения не только мелких сплавных единиц, таких как отдельное бревно, но и скорости движения более крупныхтаких как, например, пучок, секция или плот,,

венно при лесосплаве, заключающийся в воздействии на поток твердого тела, установленного под поверхностью воды поперек русла, отличающийся тем, что, с целью увеличения зоны пониженных скоростей и предотвращения размыва русла твердое тело опускают и поднимают со скоростью не,менее 0,5б2 скорости речного

потока, не соприкасаясь с поверхностью дна водоема.

Источт ки информации, принятые во внимание при экспертизе

1.,Будыка С.Х. Водный транспорт леса. Минск, 1970, с. 266-26.

2. Донской И.П. и др. Водный транспорт леса. М., 1973, с. 213-215.