[發(fā)明專利]一種潛水起旋墩自調(diào)流豎井消能方法與裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010239680.4
• 申請(qǐng)日: 2010-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN101881020A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董興林;楊開林;郭新蕾;郭永鑫;王濤;付輝;賈順鐘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): E02B8/06
• 分類號(hào): E02B8/06
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 孫福春;李桂玲

1.一種潛水起旋墩自調(diào)流豎井消能裝置，包括：底部與水平泄洪洞連接的使洪水豎直下落的旋流豎井，所述的旋流豎井的頂端連接喇叭形堰下的小口端，所述的喇叭形堰上的大口端的外圍繞旋流豎井中心軸線均勻布置多個(gè)起旋墩，所述的起旋墩的水平截面是細(xì)長(zhǎng)的多邊形，其特征在于，所述的多邊形最長(zhǎng)的邊與喇叭形堰頂大口的圓周的切線成α≤15°夾角連接，所述的起旋墩在堰頂上的高度≤喇叭形堰頂最高水深的3/4。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的喇叭形堰的縮口坡的截面曲線為1/4橢圓曲線。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的起旋墩的墩數(shù)為4～9個(gè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述的起旋墩水平截面形狀的細(xì)長(zhǎng)多邊形是矩形連接楔形，所述的多邊形的各個(gè)邊的連接部位呈渾圓的連接。

5.使用上述裝置的潛水起旋墩自調(diào)流豎井消能方法，其特征在于所述方法的步驟如下：

洪水水位低于起旋墩頂?shù)墓r：

水流流入各個(gè)相鄰起旋墩之間；

在各個(gè)相鄰起旋墩的導(dǎo)流作用下，水流以環(huán)形堰圓周切線與起旋墩之間夾角α的方向進(jìn)入喇叭形堰；

水流流入喇叭形堰的縮口坡，在重力和起旋墩導(dǎo)向的共同作用下水流形成旋流水流，旋流水流沿縮口坡旋轉(zhuǎn)下落；

旋流水流進(jìn)入旋流豎井旋流下落，在旋流豎井上段中心軸周圍形成旋流空腔；

旋流水流在旋流豎井中、下段形成環(huán)形水躍和氣水混合體墊層進(jìn)行強(qiáng)力的消能，水流繼續(xù)下落轉(zhuǎn)彎進(jìn)入水平泄洪洞；

洪水水位高于起旋墩的工況，洪水水流分為沒有漫過起旋墩的低層水流和漫過起旋墩的上層水流：

低層水流的狀態(tài)：

低層水流流入各個(gè)相鄰起旋墩之間；

在各個(gè)相鄰起旋墩的導(dǎo)流作用下，低層水流以環(huán)形堰圓周切線與起旋墩之間夾角α的方向進(jìn)入喇叭形堰；

上層水流的狀態(tài)：

上層水流在接近起旋墩時(shí)，在低層旋流的拖曳下，上層水流做同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并以大于環(huán)形堰圓周切線與起旋墩之間夾角α的角度流入喇叭形堰；

低層水流和上層水流流入喇叭形堰的縮口坡，在重力和起旋墩導(dǎo)向的共同作用水流形成旋流水流，旋流水流沿縮口坡旋轉(zhuǎn)下落；

旋流水流進(jìn)入旋流豎井旋流下落，在旋流豎井上段中心軸周圍形成旋流空腔；

旋流水流在旋流豎井中、下段形成環(huán)形水躍和氣水混合體墊層進(jìn)行強(qiáng)力的消能，水流繼續(xù)下落轉(zhuǎn)彎進(jìn)入水平泄洪洞。