Вихревой шахтный водосброс
ВИХРЕВОЙШАХТНЫЙ ВОДОСБРОС, включающий подводяпий канал, вертикальную шахту и спиральную камеру с коническим переходным участком, отличающийся тем, что, с целью повышения пропускной способности путем устранения явления самоподпора на входе в камеру, камера выполнена по спирали Архимеда с углом охвата в плане 240 -270°.
СОбЗ СОБЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„11180 (51) 4 Е 02 В 8/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 3614931/29-15 (22) 21. 03. 83 (46) 30.04.89. Бюл. Р 16 (71) Казахский научно-исследовательский институт энергетики (72) Т.Х.Ахмедов, Б.К.Баймолдаев, Н.В.Вологдин, А.И.Квасов и И.П.111аг (53) 627.83(088.8) (56), Экспресс — информация "Гидроэнергетика", Р 30, И.: ВИНИТИ, 1972.
Авторское свидетельство СССР
У 935559, кл. Е 02 B 8/06, 1982.
Изобретение относится к гидротех. ническим сооружениям и может быть использовано в качестве водосброса высоко- и средненапорных гидроуэлов и в ливневой канализации.
Известен вихревой шахтный водо. сброс, состоящий из подводящего канала, спиральной камеры, вертикаль; ной шахты и отводящего канала. Спиральная камера в этой конструкции
К.Дриоли имеет коробовое очертание и состоит из четырех дуг окружностей
° с убывающими радиусами. Угол охвата камерой шахты составляет 360
Вследствие сопряжения камеры с шахтой с небольшим радиусом закругления d = 0,1 P эта схема имеет меньшую по сравнению с шахтным водосбросом с водосливной воронкой на входе пропускную способность. Кроме того, .резкий переход из камеры в шахту снижает начальную интенсивность закрут, ки потока. (54) (57) ВИХРЕВОЙ 111АХТНЫЙ ВОДОСБРОС, включающий подводящий канал, вертикальную шахту и спиральную камеру с коническим переходным участком, отличающийся тем, что, с целью повышения пропускной способности путем устранения явления самоподпора на входе в камеру, камера выполнена по спирали Архимеда с углом охвата в плане 2404-2.70
Известен также вихревой шахтный водосброс, включающий подводящий канал, вертикальную шахту и спиральную камеру с коническим переходным участком.
Общим недостатком обеих конструкций является, снижение их пропускной способности при достижении относительного напора на входе в шахту
H/D k 0,7-0,9 ° (Н вЂ” напор на входе;
9 - диаметр шахты). Это подтверждают и натурные данные, полученные при измерениях на итальянских водосбросах с камерой К.Дриоли, и опыты авторов на модели водосброса со спиральной и конической камерами, показывающие, что при Н/В ) 0,7-0,9 прира щение расхода начинает постепенно уменьшаться, то есть коэффициент расхода водосброса понижается. Причиной
его снижения является следующее об. стоятельство. При указанных относительных напорах на входе скорость потока в камере достигает такого. значения, при котором часть потока, совершив полный виток в пределах спиральной камеры, не уходит в шахту, а увлекается входящим в камеру потоком на новый виток. При этом поток на входе в камеру испытывает дополнительное гидравлическое сопротивление (это явление самоподпора). С увеличением расхода явление самоподпора уси- 10 ливается, поэтому пропускная способность водосброса растет медленнее.
Опыты показали также, что вблизи стенок камеры конструкции К.Дриоли в обеих схемах возникают слабо водово- 15 ротные -(почти застойные) зоны, не участвующие в транзите потока через камеру.
Цель изобретения - повышение про,пускной способности путем устранения 20 явления самоподпора на входе в ка;меру.
Достигается это тем, что камера выполнена по спирали Архимеда с углом охвата в плане 240 -270
На фиг.1 изображен вихревой шахтный водосброс, вид сверху; на фиг.2— разрез А-А на фиг.}.
Водосброс содержит подводящий канал 1, вихревую спиральную камеру 2, выполненную по спирали Архимеда с уг".
:.лом охвата в плане 240 -270, конический переходный участок 3, перехо- .
:,пящий в вертикальную шахту 4.
1118095 4
Вода по подводящему каналу I поступает в спиральную камеру 2, где происходит закрутка потока и изменение направления его движения, горизонтальный поток переводится в вертикальный в шахте 4, Назначение спиральной камеры: с минимальными потерями напора на входе осуществить этот переход, возбудить винтообразное течение в,шахте 4, сохраняя при этом в спирапьной камере 3 и шахте
4 устойчивое воздушное ядро.
Исследования на модели с измерениями профилей скоростей в различных сечениях спирапьных камер и визуапиэацией течения подкрашиванием жидкости или введением в поток индикаторов течения (понлавков, шариков и т.n,) . показали следующее. В спиральной камере с очертаниями по Дриоли часть потока, расположенного у внешней стенки камеры, совершив полный виток в пределах спирали, не уходит в шах25 ту, а увлекается входящим потоком на второй виток.
Таким образом, часть водного по-, тока постоянно вращается в спирапьной камере, создавая дополнительное сопротивление на входе (явление самоподпора) и не, участвуя в общем транзите потока. Изменение очертаний камеры в виде спирали Архимеда с охватом 240 -270 ликвидирует этот недостаток, увеличивая тем самым пропускную способность водосброса.
1118095
Техред И.Верес
Редактор Л.Письман
Корректор Л. Патай
Заказ 2765 Тираж 588 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
