Гаситель энергии водного потока
Союз Советсккх
Соцкалмсткческкх
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 947265
-Ф (6I ) Дополнительное к авт. санд-ву (5! )М. Кл. (22) Закалено !9.06.78 (2! ) 2633627/29 (5 с присоединением заявки ле
F. 02 В 8/06
Государственный квинтет (28) Приоритет но делам нзабретеннй н отнрытнй
Опубликовано 30 07 82 Бюллетень рй 28
Дата опубликования описания 30.07.82 (5З у Й К 627.838 (088.8) (72) Автор изобретения
Н. И, Жаров (7 I ) заявитель (54) ГАСИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ВОДНОГО ПОТОКА
Недостатком известного гасителя энергии водного потока является то, что он по сушест. ву выполняет роль только расщепителя потока, обладая невысокой знергогасящей способностью;
Цель изобретения — повышение эффективности гашения энергии и уменьшение кавитационной эрозии гасителей энергии водного потока.
Поставленная цель достигается тем, что в гасителе энергии водного потока, состоящем иэ ряда пирсов, каждый из которых имеет верхнюю, заднюю и две боковые грани и в плане представляет собой треуголыпцс, вершина которого направлена навстречу, потоку, пирсы выполнены
f с верхней гранью, выступающей над боковыми гранями, имеющими вогнутую криволинейную поверхность и наклонена навстречу потоку, а боковые грани сопряжены одна с другой поверхностью обтекаемой формы.
На фиг. 1 изображено устройство в плане; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4, 5 и 6 соснветственно разрезы В-В, Г-Г и Д.Л на фиг. ".. Изобретение относится к гидротехническим сооружениям, в частности к гасителям энергии водного потока в нижнем бьефс водосливных плотин.
Известен гаситель энергии водного потока, устанавливаемый на водобое водосливных плотин, включающий пирсы с транецендальным в плане очертанием, расширяемым вниз по течению, Пирсы имеют плоские нередкие и боковые грани (1). l0
Недостатком данного гасителя энергии водного потока, является то, что он имеет не очень высокую энергогасящую. способность, несмотря на его плохо обтекаемую форму, предусматривающую увеличение сопротивления по15 току и создание локальных вихреобразований, причем его плохо обтекаемая форма, в свою очередь, вызывает кавитационные разрушения гасителя.
Известен также гаси1ель энергии водного потока, состоящий из ряда пирсов, каждый из которых имеет верхнюю, заднюю н две боковые грани и в нлане представляет собой
1рсугольник 12) .
I
1, Ф л". ° .
„ -Р „
1
/ "::(„,,:",(" Ф ".3 94726
На поверхности водобоя 1, сопряженного с водосливной плотиной 2, установлен гаситель из ряда пирсов 3, каждый из которых имеет переднюю грань 4, верхнюю грань 5, боковые грани 6 и заднюю грань 7. В водобое 1 проложена воздухоподводящая система 8, Гаситель работает следующим образом.
При пропуске расходов через водосливную плотину 2, массы воды поступают на водобой
1 и соударяются с пирсами 3, плавно обтекают 10 их передние грани 4 и верхние грани 5, имеющие выпуклые поверхности со скругленными, ребрами. При обтекании боковых граней 6, имеющих вогнутую криволинейную поверхность, массы воды приобретают вращательное движение15 вокруг оси потока. Это обеспечивается плавным сопряжением поверхностей боковых граней 6 с водобоем 1, сохранением или уменьшением радиуса кривизны в верхней их части, вытсупающей над средней частью, имеющей наименьщую э0 ширину гасителя в каждом поперечном сечении, что необходимо для отброса вращающихся масс воды на транзитную струю, а также расширением пирсов вниз по течению, создающим общую конфуэорность потока и лучшие условия натекания его на вогнутые криволинейные боковые грани 6. Линни сопряжения боковых граней 6 гасителей с водобоем и с верхней гранью
5 также как и все образующие криволинейной поверхности. боковых граней 6 при этом могут быть или прямолинейными, или криволинейными с уменьшающимся вниз по течению радиусом кривизны, что предотвращает отрыв потока и образование зон кавитации.
Размеры и взаимное расположение гасителеи 35 энергии водного потока обычно назначаются в зависимости от удельных сбросных расходов, определяющих глубину и скорость воды в сжатом сечении потока на водобое 1 с учетом обеспечения прочности и устойчивости каждого 40 пирса, Указанные условия распространяются и на данный гаситель энергии водного потока, однако для более эффективной его работы целесообразно выдержать следующие соотношения: 45
5 4 до ЗОО, à ее ширина назначается равной (0,7
0,9) Ь и (см. чертеж) .
Повышение противокавитационной способности предлагаемого гасителя обеспечивается плавно обтекаемыми очертаниями пирсов. отсутствием острых боковых и верхних ребер, вызывающих опасные зоны отрыва потока, пони жения гидродинамических давлений и кавитацию, а также значительным увеличением этих давлении на боковых гранях 6, ввиду дополнительного действия центробежной составляющей от вращения масс воды на указанных гранях.
Увеличение гидродинамического давления на всех гранях пирса, кроме, задней грани 7, обеспечивается также наклоном верхней грани
5 в сторону верхнего бьефа и конфузорностью потока в плане за счет расширения носителей вниз по течению. Также кавитация может быть предотвращена подачей воздуха иэ воздухоотводящей системы 8 в зоны понижения гидродинамического давления.
Таким образом, создание в потоке вращательного движения, в результате которого вра1цающиеся массы воды соударяются или с транзитной струей, или с массами воды, сходящими с соседних пирсов, но вращающихся в противоположном направлении, вызывает интенсивное перемешивание всего потока, сии>кение его скоростей и эффективное гашение энергии в нижнем бьефе, Уменьшение кавитационной эрозии на низовой грани пирса обеспечивается или ее беэотрывным очертанием, или, при выполнении ее в виде стенки с малой кривизной, подачей возду ха нз воздухоподводящей системы.
Исходя из условия удешевления строительства предлагаемого гасителя энергии, передние верхние и низовые грани пирсов могут выполняться также комбинированными по своему очертанию, состоящими в центральной части из плоских граней, а в периферийных частях из криволинейных поверхностей плавно сопрягающихся с соседними гранями.
В„ Ь„,— 1,5 — го; «Ь„- 0,7 — 1,0 где Ь вЂ” ширина пирса;
Ы вЂ” длина пирса;
d — расстояние между пирсами.
Расстояние С от задней грани 7 пирса 3 до точки пересечения закручейных потоков определяется по принятому отношению От (Ъг и используется при необходимости устройства второго ряда гасителей.
Высота задней грани 7 пирса 3 назначается в зависимости от глубины потока в сжатом сечении и составляет при этом обычно (0,5—
0,7)b. Наклон верхней грани 5 целесообразен
Формула изобретения
Гаситель энергии водного потока, состоящий иэ ряда пи сов, каждый из которых имеет верхнюю, заднюю и две боковые грани и в плавне представляет собой треугольник, вершио на которого направлена навстречу потоку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности гашения энергии я уменьшения кавитационной эрозии, верхняя грань выполнена выступающей над боковыми гранями, имеющими вогнутую криволинсй ю
947265
ВНИИПИ Заказ 5560/43 Тираж 709 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4 поверхность и наклонена навстречу потоку, 1 а боковые грани сопряжены одна с другой поверхностью обтекаемой формы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Гришин М, М. Гидротехнические сооружения. М., Госэнергоиэдат, 1954, с. 217 — 219, фиг. 8-31..
2. Авторское свидетельство СССР Р 317750, кл. Е 02 В 8/06, 1969 (прототип).
