Устройство для изменения структуры потока

Устройство для изменения структуры потока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н H$I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 909000 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)N. Кл. (22) Заявлено 11.1 1,79 (21) 2850100/29 15

Е 02 В 8/06

E 02 В 3/02 с присоединением заявки J%

Гаеударстеенаый комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (23) Приоритет .

Опубликовано 28 2.82. Бюллетень .% (53) УДК 627.42 (088.8) Дата опубликования описания 289282

О.Я. Гловацкий, И.К. Дуденко, В.м. Некрасов и P À . Очилов (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт гидротех и и мелиорации им.А.Н.Костякова и Управление экс атац шинского магистрального канала и насосных ст;1йц (й,, -. (71) Заявители! (54) УСТРОПСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ

ПОТОКА

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и предназначено для изменения структуры потока в канале или реке преимущественно для оптимального направления или распределения потока.

Известны устройства для изменения структуры потока, включающие сквозные свайные оболочки, различные струенаправляющие щиты, Применяемые попе1О речные дамбы (шпоры) располагают на участке размываемого берега так, чтобы их оголовки лежали на кривой в плане, соответствующей продольной оси потока. Такое расположение может

15 играть роль берегозащитного сооружения, уменьшая разььв берега в месте устройства дамб 13.

Однако при большой протяженности защищаемо ro у част ка т ребует ся сооружать десятки дамб при сложных условиях их крепления к берегу, кроме того, эта конструкция не обеспечивает полного растекания потока на все сечение русла, при этом образуются водоворотные и застойные зоны с концентрацией расхода в транзитной струе.

Известно также устройство для изменения структуры потока, включающее расположенное поперек потока перегораживающее сооружение, выполненное криволинейной в плане

Формы и устанавливаемое на части ,потока по его глубине t2l.

Недостаток устройства - невозможность обеспечения плавного перераспределения структуры потока.

Цель изобретения - исключение образования водоворотных зон и обеспечение равномерного растекания потока. по всему руслу.

Укаэанная цель достигается тем, что перегораживающее сооружение выполнено в виде дамбы высотой равной

1/4 глубины потока при его нормальном расходе.

909000 целью Обесг>ечения ОптимальноГО С11ММЕТРИ ЧНО ГО СУ)НЕН ЛЯ ПОТО Ка, дамба расположена в плане по выгнутой против течения кривой, причем центр коивизны находлтся на

ОСИ ПОТ О К 2 .

Крома того.,". I(21ь>з обеспечения несимме три чнс ГО p2ÑÐ è(çения при не равномеоном делении потока,. дамба расположе-;2 в плане по выгнутой по, течению кривой,, при чзм вершина кривой смешен=. в . —; Орску большего расхода., а угол î- êëî,í å:í — èÿ оси кривизны от cè подводящего потока определяется соотношением расходов i

9!1

90+ cI где 01 C.г рвс> Оды 2 смежных кана2(> лах на учас.гке вододеления.

На фиг,1-3 изсбра>нены варианты устройства, вид ==гглан,,при симметричном растекании потока, симмет- ?5 ричном сужении и несимметричг1ом расширении, и неравномерном делении потока; на фиг.4 — продольный профиль русла с дамбой из каменной наброски; на фиг.5 — вариант размещения

30 дабм дг>я растека:- .ия и симметричного су>кения при устройстве от:iойника в голове ма гистрал ьного канала.

Подводная дамба 1 в плана устраивается на выгнутой по направлению течения потока пологой симметричной кривой (фиг.1), если нужно обеспечит ь полное растекание потока ниже створа дамбы. Если надо обеспечит ь симметричное сужение потока ниже дамбы, ее делают выrну— 0 той навстречу движению потока (фиг. 2) . Действие подводной дамбы на поток, в том и в другом случае распространяется вниз по течению на длину, равную нескольким ширинам русла (, перед дамбой) . Приведенные количественные данные являются результатом натурных и лабораторных гидравлических исследований водоподводящего тракт- канала. Угол между касател ьнол к кривой в месте сопряжения дамбы с берегом и открылком расшлряющегося русла должен быть меньше или равен 90О . Подводные дамбы для растекания и симметричного сужения были применимь(для устройства отстойника (ФИГ.Я в голове маг(9страп ьi-îãî канала, 4

Как известно, при расширении потока путем раздвигания боковых стенок русла (фиг. 1) при угле выше допусгимого наблюдается отрыв потока от стенок, сопровождающийся деформацией эпюры осредненных скоростей вдоль потока, возникновением сбойных течений с высокой степенью концгнграции расхода в транзитной струе.

Поверхносгь раздела между транзитной струей и водоворотами очень неус.тойчива.

С целью оптимизации гидравлических условий и достижения полного рас,екания потока были проведены лабораi орные исследования, которые показали, что дамбы способствуют растеканию потока, но высота их должна быт ь равной 1/4 глубины потока, чтобы не создавать подпор воды, затрудняющий свободное растекание потока, при этом скоростная структура потока изменяется за счег с><атия его по верти кали .

При необходимости деления потока на два симметричных рукава расходом, равным приблизительно половине общего расхода, подводная дамба 1 устраивае — ñÿ по выгнутой (по направлению течения) пологой симметричной кривой (фиг. 3) . Для неравномерного деления потока подводная дамба устраивается несимметричной кривой. При этом вершину кривой нун(но сместит ь в ту сторону, в которой нужен больший поток (фиг.3), т.е. ось кривизны смещается на угол с в зависимости от соотношения расходов и.>

90+ с(, где (= 90 — с, и - расходы в смежных каналах на участке вододеления.

Применение изобретения позволяет за счет ликвидации водоворотных зон, являющихся центром аккумуляции наносов, уменьшить объемы дноуглубительных работ на существующих каналах. Экономический эффект от применения устройства на магистральном канале составляет 66 тыс.руб.

Формула изобретения

1. Устройство для изменения струк" туры потока, включающее расположен5 90 ное поперек потока перегораживающее сооружение, вы полненное кри волинейной в плане формы и устанавливаемое на части потока по его глубине, отли чающееся тем, что, с целью исключения образования водоворотных зон и обеспечения равномерного растекания потока по всему руслу, перегораживающее ссору жение выполнено в виде дамбы высо-. той равной 1/4 глубины потока при е го нор мал ь ном р асходе .

2. Устройство по п.1, о т л и чающее е е с я тем что, с целью

Ф обеспечения опти мал ьного симметричного сужения .потока, дамба расположена в плане по выгнутой против течения кривой, причем центр кривизны находится на оси потока.

3. Устройство по п.1, о т л и чающее е е с я тем что,с целью ю

9008 6 обеспечения несимметричного расширения потока при неравномерном делении потока, дамба расположена в плане по выгнутой по течению кривой, s причем вершина кривой смещена в сторону большего расхода, а угол отклонения оси кривизны от оси подводящего потока (*) определяется соотношением расходов о

90-d.

0g ЭЭ. А где 0,, Qо - расходы в смежных ка 1 налах на участке водо15 деления .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Гришин И.И. Гидротехнические сооружения, И, 1968, с. 304.

2о 2. Авторское свидетельство СССР и 36ч719, кл. Е 02 B 8/06, 1974

Составитель В. Казаков

Редактор И. Ковальчук Техред С.Мигунова Корректор С.Цомак

Заказ 784/37 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП "Патент", r..Ywгород, ул.Проектная, 4