辅助消能装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种辅助消能装置，包括设置在消力池内的弧形坎、以及在水流行进方向上倒放设置在所述弧形坎一侧的锥体；所述锥体的底面朝向所述弧形坎并与所述弧形坎朝向所述锥体的表面相抵接。本实用新型的辅助消能装置，用于消力池，通过在弧形坎下游位置设置锥体，消除弧形坎后的低压紊动区，坎上挑流和坎间贴底主流不会受到不良干扰，提高消能流态的稳定性。
【专利说明】
辅助消能装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及水力学大坝消能技术领域，尤其涉及一种用于消力池的辅助消能
目.0
【背景技术】
[0002]在水利水电工程建设中，泄水建筑物下游的消能防冲是直接关系工程安危的关键问题，在泄水建筑物下游修建消力池，下泄水流形成水跃消耗能量是一种常用的方式。当水流弗洛德数(Fr.)较大时，水跃消能的消能率较高，通常可以达到80%以上;但是当水流流量较大而弗洛德数较低时，水跃消能的消能率较低，当Fr.<4.5时消能率一般只有20%?40%。为了增强低弗洛德数水流条件下的消能效果，通常需要在消力池内加设辅助消能工具，常用的辅助消能工具有消力墩、齿墩和T型消力墩。当水深较小时，这种方法很有效，但是当水深较大时提高消能效果不明显。
[0003]如图1所示，对于水深较大的情况，通常在消力池I内平行间隔布置逐步上翘的弧形坎10来提高深尾水的消能效果。水流主流经过消力池I时分成两股，第一股11沿弧形坎10上挑，出弧形坎10后向两侧扩散，同时受惯性作用继续上挑到最大高度后跌落，第一股11主流挑距较大;第二股12在弧形坎10之间的空间内沿消力池I底部流动，在弧形坎10尾部位置向两侧扩散，继续流动至消力池I尾坎后受尾坎作用上挑。但是，第一股11主流在跌落过程中与第二股12上挑主流相碰撞，互相掺混紊动，能量迅速耗散。
[0004]此外，弧形坎10后空间分布的低压紊动区13，对周边水舌有吸附和扰动作用，坎上挑流容易受其影响潜入水底，贴底主流受其影响，不利于稳定均匀的横向扩散，消能流态的稳定性受到影响。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的辅助消能装置。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种辅助消能装置，包括设置在消力池内的弧形坎、以及在水流行进方向上倒放设置在所述弧形坎一侧的锥体;所述锥体的底面朝向所述弧形坎并与所述弧形坎朝向所述锥体的表面相抵接。
[0007]优选地，所述锥体为四棱锥;所述弧形坎朝向所述锥体的表面为矩形面。
[0008]优选地，所述锥体与所述弧形坎相抵接的一端高度一致。
[0009]优选地，所述锥体的底面宽度与所述弧形坎的宽度一致。
[0010]优选地，所述弧形坎包括沿水流行进方向延伸并设置在所述消力池底面上的坎体、以及设置在所述坎体上表面的弧形面;所述坎体的高度自与所述锥体相抵接的一端向相对另一端逐渐递减。
[0011]优选地，该辅助消能装置还包括与所述锥体相对设置在所述消力池内的尾坎。
[0012]优选地，所述尾坎与所述弧形坎相对垂直。
[0013]优选地，所述尾坎朝向所述弧形坎的表面相对水平面倾斜。
[0014]本实用新型的辅助消能装置，用于消力池，通过在弧形坎下游位置设置锥体，消除弧形坎后的低压紊动区，坎上挑流和坎间贴底主流不会受到不良干扰，提高消能流态的稳定性。
[0015]另外，锥体的顶部远离弧形坎设置，使得弧形坎的上游端至锥体顶部的范围内，辅助消能装置之间的间距由上游自下游逐渐增大，能促进贴底主流的横向扩散，提高表底两层射流的正面对撞掺混程度，进一步增加消能效率。
【附图说明】
[0016]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0017]图1是现有技术中消力池内弧形坎的分流效果图(平面及剖面)；
[0018]图2是本实用新型一实施例的辅助消能装置在消力池内的平面结构示意图；
[0019]图3是本实用新型一实施例的辅助消能装置在消力池内的纵向剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0021]如图2、3所示，本实用新型一实施例的辅助消能装置，用于消力池，其可包括沿水流行进方向依次设置在消力池2内的弧形坎20和锥体30。锥体30倒放设置在弧形坎20的一侧，锥体30的底面朝向弧形坎20并与弧形坎20朝向锥体30的表面相抵接，从而锥体30以其底面与弧形坎20的下游端抵接，锥体30的顶部向远离弧形坎20方向延伸，消除弧形坎20后的低压紊动区；坎上挑流和坎间贴底主流不会受到不良干扰，提高消能流态的稳定性。
[0022]弧形坎20包括沿水流行进方向延伸并设置在消力池2底面上的坎体21、以及设置在坎体21上表面的弧形面22。通过弧形面22在坎体21上的设置，使得坎体21的高度自与锥体30相抵接的一端向相对另一端逐渐递减。反之，坎体21远离锥体30的一端到靠近锥体30的一端逐步上翘，可使水流沿着弧形坎20上挑。
[0023]锥体30可与弧形坎20相同材料制成，如混凝土等。锥体30在消力池2内以其一侧面放置在消力池2底面上，形成倒放状态。
[0024]优选地，锥体30与弧形坎20相抵接的一端高度一致。此外，锥体30的底面宽度与弧形坎20的宽度一致，使得锥体30和弧形坎20吻合对接。
[0025]在本实施例中，锥体30为四棱锥;弧形坎20朝向锥体30的表面(即下游面)为矩形面，与锥体30的底面对应。
[0026]进一步地，该辅助消能装置还可包括与锥体30相对设置在消力池2内的尾坎40。尾坎40与弧形坎20相对垂直。在消力池2内，弧形坎20以平行水流方向布置，而尾坎40横向设置在消力池2内，从而与弧形坎20呈相对垂直状态。
[0027]尾坎40朝向弧形坎20的表面(迎水面)相对水平面倾斜，使得水流通过弧形坎20和锥体30后，沿着尾坎40的倾斜表面上挑前进。
[0028]在消力池2内，通常需要设置两组或以上的辅助消能装置。两个或以上的弧形坎20相平行间隔布置在消力池2内，每一弧形坎20的下游端对接一个锥体30。水流主流经过弧形坎20时分成两股水流，第一股水流A沿弧形坎20上挑，越过锥体30后上挑到最大高度后向尾坎40下游方向跌落;第二股水流B在弧形坎20之间的间隔内沿消力池I底部流动，在锥体30顶部位置向两侧扩散，继续流动至尾坎40后受尾坎40作用上挑。
[0029]由于锥体30的顶部远离弧形坎20设置，使得弧形坎20的上游端至锥体30顶部的范围内，辅助消能装置之间的间距由上游自下游逐渐增大，能促进贴底主流的横向扩散，提高表底两层射流的正面对撞掺混程度，进一步增加消能效率。
[0030]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种辅助消能装置，其特征在于，包括设置在消力池(2)内的弧形坎(20)、以及在水流行进方向上倒放设置在所述弧形坎(20)—侧的锥体(30);所述锥体(30)的底面朝向所述弧形坎(20)并与所述弧形坎(20)朝向所述锥体(30)的表面相抵接。2.根据权利要求1所述的辅助消能装置，其特征在于，所述锥体(30)为四棱锥;所述弧形坎(20)朝向所述锥体(30)的表面为矩形面。3.根据权利要求1所述的辅助消能装置，其特征在于，所述锥体(30)与所述弧形坎(20)相抵接的一端高度一致。4.根据权利要求1所述的辅助消能装置，其特征在于，所述锥体(30)的底面宽度与所述弧形坎(20)的宽度一致。5.根据权利要求1所述的辅助消能装置，其特征在于，所述弧形坎(20)包括沿水流行进方向延伸并设置在所述消力池(2)底面上的坎体(21)、以及设置在所述坎体(21)上表面的弧形面(22);所述坎体(21)的高度自与所述锥体(30)相抵接的一端向相对另一端逐渐递减。6.根据权利要求1-5任一项所述的辅助消能装置，其特征在于，该辅助消能装置还包括与所述锥体(30)相对设置在所述消力池(2)内的尾坎(40)。7.根据权利要求6所述的辅助消能装置，其特征在于，所述尾坎(40)与所述弧形坎(20)相对垂直。8.根据权利要求6所述的辅助消能装置，其特征在于，所述尾坎(40)朝向所述弧形坎(20)的表面相对水平面倾斜。
【文档编号】E02B8/06GK205653758SQ201620501222
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月26日 公开号201620501222.6, CN 201620501222, CN 205653758 U, CN 205653758U, CN-U-205653758, CN201620501222, CN201620501222.6, CN205653758 U, CN205653758U
【发明人】杨聿, 胡小张, 王建平, 何贞俊, 张金明, 苏波, 穆守胜
【申请人】珠江水利委员会珠江水利科学研究院