Способ повышения пропускной способности водовода и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при необходимости оперативного увеличения сбрасываемых расходов воды без изменения конструктивных размеров сооружений, например, в период паводков, половодий. Цель изобретения - повышение экономичности за счет уменьшения расхода полимерного материала и повышение эффективности в работе водовода. Устройство содержит гидравлически соединенные между собой источник 16 раствора полимера, насос 11 с импульсной подачей, диспергатор 12 и трубопровод 13 с кольцевыми щелевидными каналами 14, направленными в сторону выхода водовода 6. К источнику 16 раствора полимера подсоединен источник 15 давления. Полимер нагнетается источником 15 давления в диспергатор 12, где образуется гомогенная смесь - раствор полимера. Далее раствор полимера порциями импульсным насосом 11 подается в трубопровод 13, откуда он через кольцевые каналы 14 поступает в пограничный со стенками водовода 6 слой воды. У стенок водовода 6 образуется тороидальное вихревое подвижное кольцо, уменьшающее трение воды о стенки водовода. Затем образуется второе кольцо и т.д. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU„„502693 (51)4 Е 02 В 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (21) 43126 15/29-15 (22) 21.07.87 (46) 23 ° 08.89. Бюл. hÐ 31 (71) Белорусский политехнический институт (72) А.В.Карпеченко и И.В.Поворотный (53) 627.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 990950, кл ° Е 02 В 9/06, 198 1.

Авторское свидетельство СССР

М - 1165733, кл. E 02 В 7/26, 1982. (54) СПОСОБ ПОВЫ1ЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ВОДОВОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к гидротехнике и может бьггь использовано при необходимости оперативного увеличения сбрасываемых расходов воды без изменения конструктивных размеров сооружений, например в период паводков, половодий. Цель изобретения — повышение экономичности за счет уменьшения расхода полимерного

Изобретение относится к гидротехнике и может бьггь использовано при необходимости оперативного увеличения сбрасываемых расходов воды без изменения конструктивных размеров сооружений, например в период паводков, половодий.

Цель изобретения — повышение экономичности эа счет уменьшения расхода полимериого материала и повышение эффективности работы водовода.

На фиг. 1 представлен один из вариантов использования предлагаемого

2 материала и повышение эффективности в работе водовода. Устройство содержит гидравлически соединенные между собой источник 16 раствора полимера, насос 11 с импульсной подачей, диспергатор 12 и трубопровод 13 с кольцевыми щелевидными каналами 14, направленными в сторону выхода водовода 6. К источнику 16 раствора полимера подсоединен источник 15 давления. Полимер нагнетается источником

15 давления в диспергатор 12, где образуется гомогенная смесь — раствор полимера. Далее раствор полимера порциями импульсным насосом 11 подается в трубопровод 13, откуда он через кольцевые каналы 14 поступает в пограничный со стенками водовода

6 слой воды. У стенок водовода 6 образуется тороидальное вихревое подвижное кольцо, уменьшающее трение воды о стенки водовода. Затем образуется второе кольцо и т.д. 2 с. и

2 з,п.ф-лы, 3 ил. устройства в составе гасителя энергии водного потока, разрез по продольной оси сооружения; ва фиг. 2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 — узел

II на фиг. 2.

3а водосливным сооружением 1, являющимся подводящим водоводом и пропускающим основной поток из водохранилища 2 в отводящий водовод 3, расположен водобой 4, в устоях 5 которого выполнены напорные водоводы 6.

Входные отверстия 7 водоводов 6 расположены в верхнем бьефе, т.е. в

3 1 и) 2 с. с1 3 водохранилище 2, à Bl Ixoäíûå от перс тсся

8 — на уровне дна водобоя « и направлены навстречу друг другу. Поперек водобоя 4 за выходными отверстиями

8 водоводов 6 установлена нодобойная стенка 9 с высотой, увеличивающейся от устоев 5 к оси водобоя 4. Лицевая грань стенки 9 выполнена вогнутой криволинейной в вертикальном попереч- 10 ном сечении стенки 9 с увеличением радиуса кривизны от устоев 5 к оси водобоя 4. Водоводы 6 снабжены закручивающими устройствами 10.

В сооружении 1 установлены гидрав- 15 лически сообщенные насос 11 с импульсной подачей, диспергатор 12, трубопровод 13 с кольцевыми щелевидными каналами 14, источник 15 давления, источник 16 раствора полимера в воде. 20

На выходе из щелевидных каналов 14 помещены диафрагмы 17. Все элементы соединены между собой трубопроводами.

Иирина диафрагмы 17 равна 5-8Х диаметра водовода 6, В диафрагме 17 вы- 25 полнена перфорация с размером отвер-3 стий перфорации не более 2.10 м.

В основной период эксплуатации часть расхода забивается иэ водохранилища 2 и по напорным водоводам 6 подается к закручивающим устройствам

10. В них образуются закрученные напорные потоки, имеющие кроме продольной etre и окружную скорость. Одновременно с подачей части расхода по 35 напорным водоводам 6 происходит пропуск основной части расхода через основное водосливное сооружение 1.

Гашение избыточной энергии основного потока осуществляется эа счет сов- 40 местной работы водобойной стенки 9 и закрученных напорных потоков. Активное взаимодействие потоков способствует равномерному распределению расхода воды по всей ширине отводя- 45 щего водовода 3, предотвращает сбойность течения.

В период, когда необходимо существенно и быстро повысить пропускную способность, вода насосом цикличес50 кого действия (например, мембранного типа) закачивается в диспергатор 12.

Одновременно источником давления 15 исходный полимерный материал из источника 16 нагнетается в диспергатор 12, где образуется гомогенная смесь — полимерный раствор. Концентрация исходного материала в композиции может варьироваться изменением сссиса пс с ос понесстов. 11е только приготоплеш с, l(n и подача полимерного раствс ра сс рез щелевидные каналы 14 происходит циклически. Движусцийся напраплешси основного потока — ядра теченсся с несколько большей скоростью объем полимерного раствора встречает на своем пути местное сапротпвлессие — диафрагму 17. При этом скорость на кромке диафрагмы 17 нулевая, а максимальная представляет разность между скоростями полимерного раствора па выходе из щелевидного канала 14 и скоростью в ядре потока.

Происходит отрыв пограничного слоя, его заворачивание, искривление линий тока — образуется вихревое кольцо.

Ширина диафрагмы 17 равна 5-87. от диаметра водовода 6 и составляет по-. ловину тощины пограничного слоя в турбулент.сом режиме движения. Поскольку диафрагма 17 выполнена перфорированной с размером отверстий перфо-3 рации не более 2 ° 10, то при пропус— ке чистой воды диафрагма 17 будет проницаемой и ее гидравлическое сопротивление становится меньше, чем если бы она была сплошной. При течении жидкости с дсбавками полимеров размеры агрегатов соизмеримы с размерами отверстий, происходит блокировка диафрагмы 17, улучшая условия отрыва пограничного слоя и образования вихревых колец.

Полимерный раствор, двигаясь в составе поочередно генерируемых вихревых колец, не покидает пристенной области и снижает сопротивление за счет увеличения толщины вязкого подслоя.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ повышения пропускной способности водовода, включающий подачу водного раствора полимера в пограничной со стенками водовода слой воды, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности за счет уменьшения расхода полимерного материала и повьшсения эффективности работы водовода, подачу раствора полимера производят импульсно в направлении движения потока воды по периметру водовода.

2. Устройство для повышения пропускной способности водовода, включающее гидравлически соединенные источник раствора полимера, насос и

5 1 г )2 тр)болгар>н()д лля TIo!1;\чи раствор» полимер» н пограничный со стенками ,водовода слой воды, о т л и ч а ю—

1 щ е е с я тем что с целью повьпюе° l

5 ния экономичности за счет уменьшения расхода полимерного материала и повышения эффективности работы водовода, оно снабжено диспергатором, а трубо- провод проложен в стенках водовода по его периметру, причем трубопровод выполнен со щелевым каналом по периметру водовода, направленным к его выходу, а насос выполнен импчльсным и соединен с трубопроводом через ли в пергатор.

3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что водовод снабжен кольцевой поперечной диафрагмой, установленной в водоводе за щелевым каналом.

4. Устройство по пп. 2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что диафрагма выполнена перфорированной с размером отверстий перфорации не более 2 10 м.

1502693

ac /

ФамЗ

Составитель А.Сергеев

Редактор А.16анпор ТехредЛ.Олийнык Корректор С.Черни

Заказ 5053/39 Тирам 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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