Гаситель энергии водного потока

 

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-растекателем. 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 02 В 8/06 р ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (ПАТЕ НТУ (1) 4867514/15 (2) 17.09.90 (6) 30.08.93, Бюл.N 32 (1) Бакинский филиал Всесоюзного научносследовательского института водоснабжеия, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии пВодгео" (2) Ф.Б.Баширов и P.Ñ.Èìàìâåðäèåâ (3) Азербайджанский научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии нАзВОДГЕОи (56) Гидротехнические сооружения / Под

Ред.Н.П.Розанова. M. Стройиздат, 1978, с .140, рис.12.4.е; (4) ГАСИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ВОДНОГО ПОТОКА

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для гашения энергии водного потока в, нижнем бьефе водовыпускных сооружеНий, Целью изобретения является ликвидация перечисленных недостатков прототипа, повышение эффективности гашения энергИи нисоадающего потока и сокращение длины крепления русла в нижнем бьефе.

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

Сбросной поток из лотка быстротока 1 по переходному участку 2 поступает в нижний бьеф водосброса, При этом в конце переходного участка 2 образуется сжатое

„„!Ж„„1838501 А3 (57) 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 кредления русла. Цель достигается путем строительства водобойного колодца переменного сечения с порогом-растекателем. V-образный порог-растекатель устанавливается на дне по оси водобойного колодца на расстоянии (4,0 — 4,2)hc® (где hce

- 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. 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 ко- О© лодца 5. Вследствие своей большой кинети- (Л ческой энергии разделенные потоки С) обтекают бортовые откосы 6 и сваливаются а обратно к оси колодца 5. Происходит интенсивное соудерение потоков. Дяя нервспространения потока с бортовых откосов напрямик в отводящее русло 7 и для усиления соударения разделенных потоков в колодце 5 предусматривается уступ 8 по всему периметру выходного сечения колодца 5.

Под реактивным воздействием уступа 8 поток с бортовых откосов более резко завора1838501 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. 5

Преимущество предлагаемого гасителя--по сравнению с прототипом заключается в том, что из-зэ 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 нэ р.Большой Киалим, запроектированный "Союзводоканалпроект" ом.Расчетный расход 20 сбросной воды на водосбросе составляет 206 м /с при высоте паводочного потока 30 м.

Водосброс запроектирован в виде быстротока. Гашение избыточной энергии ниспадающего потока в нижнем бьефе водосброса 25 осуществляется водобойным колодцем длиной 35,0 м прямоугольного поперечного сечения с постоянной по длине шириной fO м. В экспериментальном павильоне Бакинского филиала ВНИИ "ВОДГЕО" была построена и 30 исследовалась модель данного водосброса при масштабе моделирования А,- 50.

Данные опытов показали, что при применении предлагаемого гасителя в водосбросе с натурным расходом 100-210 м /с на 35 выходе водобойного колодца скорость потока не превышала 1,0-1,3 м/с, э течение воды здесь наблюдалось спокойное, с равномерным распределением скорости по ширине и глубине потока. Это положение позволяет 40 сократить длины крепления в нижнем бьефе до 30 При использовании для обьекта проектного колодца тех же размеров и при том же расходе водосброса скорость потока на выходе колодца составляет 4,5-4.9 м/с. 45

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 были 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, содержащий водобойный колодец, дно которого выполнено с постоянной шириной, сопряжено с вертикальными бортовыми стенками посредством боковых откосов, и расположенный на дне колодца Y-образный в плане порог-растекатель, о т л и ч а ю щ ий с я 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 а = 4045, в концевом сечении колодца размещен уступ высотой (1,9-2,2)h, ãäå h — сжатая глубина потока на входе в колодец, а боковые откосы выполнены с коэффициентом заложения m = 2,0-2,5.

2. Гаситель энергии по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что V-образный порог-растекатель вйполнен со скошенной в сторону верхнего бьефа передней гранью и с центральным углом раскрытия, равным Р- 8090, при этом nopor-рэстекатель установлен на расстоянии (4,0-4,2)h от начала водобойного колодца.

1838501

1838501 ,ю -A фФГ У

Составитель Ф.Баширов

Техред М.Моргентал Корректор M.лароши

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2910 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5