消渦式孔板消能工的製作方法

2023-07-01 23:48:16 1

專利名稱：消渦式孔板消能工的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種消能設備，具體地說是一種消渦式孔板消能工。
在壓力式過流建築物中，孔板消能工以其特有的優點和我國水電資源的分布特點將被廣泛應用，尤其是在水頭高流量大的河道的情況下，由於要求在洩洪洞內使水的能量就得到消減，以便減輕對下遊的危害，因此，孔板消能工具有廣闊的應用前景。現有的孔板消能工均為常規型，孔板消能工結構如

圖1和圖2所示，孔板消能工的上遊面6和下遊面7都與洩洪洞5洞壁成直角，孔板消能工1截面為梯形。在洩洪洞5中，由於孔板消能工的存在，使過流斷面突變，來流在進入孔板消能工1前和流出孔板消能工1後的一段流程內均發生邊界層分離，即存在邊界層分離點8，在孔板水消能工上遊形成角隅旋渦，下遊形成強剪切旋渦。洩洪消能效果主要取決於孔徑d與洞徑D之比d/D和梯形頂角圓化半徑r與孔徑d之比r/d，d/D和(或)r/d值越小，洩洪消能效果越好。但同時，孔板消能工1初生空化數增大，空化空蝕性能變差。當d/D、r/d值變大時，雖然孔板消能工1的空化空蝕性能得到了改善，但洩洪消能效果變差了。
本發明的目的就是提供一種既能有效地改善空化空蝕性能，又能提高消能效果的消渦式孔板消能工。
實現本發明的目的是通過在現有的常規型孔板消能工的上遊增設一截面為直角三角形(斜邊為直線或曲線)的圓環，即形成消渦式孔板消能工。其較優參數關係式為
式中a為三角形部分的底邊長，b為三角形部分的高，d為孔徑，D為洞徑。
本發明還具有結構簡單、應力條件好、實施方便的優點。
圖1是已知孔板消能工的側視剖面圖;
圖2是圖1的A向視圖。
圖3是本發明所說的消渦式孔板消工的側視剖面圖。
圖4是圖3的A向視圖。
以下結合附圖對本發明做進一步詳述。
由圖3可知，消渦式孔板消能工1的外徑即是洞徑D，孔徑為d，截面由上遊的三角形部分3和下遊的梯形部分2組成。三角形部分3的迎水邊(即斜邊)可為直線或曲線，底邊為a，高為b，梯形部分2上遊頂角圓化半徑為r。參數d/D、r/d值主要控制消能效果，d/D、r/d值越小，消能效果越好;參數a/D、b/D值主要控制消渦減蝕效果。因此d/D、r/d值與a/D、b/D值的選取應統籌規劃，不可偏廢。消渦式孔板消能工1的三角形部分3相當一導流體，它使消渦式孔板消能工1前面的壓力流4不發生或推後發生邊界層分離，即不出現或推後出現邊界層分離點8，從而消除或減弱了在常規型孔板消能工上遊形成的角隅旋渦，使消渦式孔板消能工1前面的壓力流4的流線更加彎曲，增加了水分子間的能量交換，提高了洩洪消能率，改善了空化空蝕性能，隨之，把壓力流過渡為明流的過渡段中閘室出口面積可以增大，因而可以減小洩洪洞5的出口流速，從而減輕對下遊的威脅，經濟效益和社會效益可觀。
權利要求
1.一種消渦式孔板消能工，其特徵在於在常規型孔板消能工的上遊增設一截面為三角形的圓環，即其截面由上遊的三角形部分和下遊的梯形部分組成，三角形部分的迎水邊可為直線或曲線，消渦式孔板消能工的較優參數關係式為
2.式中a為三角形部分的底邊長，b為三角形部分的高，d為消渦式孔板消能工的孔徑，D為消渦式孔板消能工的洞徑。
全文摘要
本發明公開了一種消渦式孔板消能工，其截面由上遊的三角形部分和下遊的梯形部分組成，三角形部分的迎水邊可為直線或曲線。這種消渦式孔板消能工不僅提高了洩洪消能率，而且改善了空化空蝕性能，結構簡單，應力條件好，實施方便。
文檔編號E02B8/06GK1082647SQ93107799
公開日1994年2月23日 申請日期1993年7月8日 優先權日1993年7月8日
發明者李忠義, 陳霞, 陳美法 申請人:水利水電科學研究院水力學研究所