[發(fā)明專利]一種三維全斷面摻氣坎在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810131045.0 | 申請日： | 2018-02-09 |
| 公開（公告）號： | CN108442340A | 公開（公告）日： | 2018-08-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 夏鵬飛;霍倩倩 | 申請（專利權(quán)）人： | 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 |
| 主分類號： | E02B8/06 | 分類號： | E02B8/06 |
| 代理公司： | 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114 | 代理人： | 韓翎 |
| 地址： | 712100 陜西*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 摻氣 底坎 楔形 水流方向 底板 逐漸增大 摻氣坎 全斷面 迎水面 三維 垂直設(shè)置 高速水流 空化空蝕 施工難度 逐漸變寬 重合 邊墻 豎向 | ||
本發(fā)明為解決高速水流的空化空蝕問題，提供一種三維全斷面摻氣坎，其極大地降低了施工難度，并且較大程度上節(jié)省了工程耗資，并且能夠在較小底坡的狀況下使用。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：包括邊墻和底板，底板上設(shè)置有摻氣底坎，摻氣底坎的中部垂直設(shè)置楔形中墩，楔形中墩的起始位置與摻氣底坎起點(diǎn)重合，其豎向高度和橫向?qū)挾染鶠榱恪綒獾卓惭刂鞣较虻暮穸戎饾u增大。楔形中墩的縱向高度隨著水流方向逐漸增大、橫向?qū)挾入S著水流方向逐漸變寬。楔形中墩的迎水面設(shè)置為弧形迎水面。
一、技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及屬于水利水電工程中泄洪消能領(lǐng)域，具體涉及一種三維全斷面摻氣坎。
二、背景技術(shù)：
隨著水利水電事業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來越多的高壩大庫正在興建或者正處于規(guī)劃當(dāng)中。由于水頭的不斷增大，泄洪流速也急劇增大，泄洪消能的問題日趨突出。
隨著流速的增大，過流壁面的壓強(qiáng)逐漸減小，當(dāng)水體內(nèi)部某點(diǎn)位置的壓強(qiáng)低于水的飽和蒸汽壓時便產(chǎn)生空化泡，空化泡逐漸游移至壓強(qiáng)相對較高的地方并在某個瞬間潰滅，當(dāng)空化泡的潰滅位置鄰近過流壁面時，就會對材料產(chǎn)生沖擊作用，長期作用下易造成泄流通道壁面的空蝕破壞。
為解決高速水流的空化空蝕問題，工程界一般采用人工強(qiáng)迫摻氣的辦法對過流壁面形成摻氣保護(hù)。泄洪洞底部摻氣多利用挑坎或跌坎在高速水流底部形成一穩(wěn)定負(fù)壓空腔，利用負(fù)壓作用，保證水流摻氣。傳統(tǒng)的摻氣減蝕設(shè)施可采用挑坎、跌坎、摻氣槽、側(cè)擴(kuò)及其各種組合型式，其體型和尺寸一般應(yīng)經(jīng)水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證和優(yōu)化。但是，由于一般傳統(tǒng)意義上的底部摻氣坎均淹沒于水下，需要在摻氣坎末端立面與挑射水舌之間的空腔部位對應(yīng)的側(cè)墻兩邊開設(shè)孔洞并修建單獨(dú)的通氣井對其進(jìn)行補(bǔ)氣。這既增加了工程施工難度，也增大了工程耗資。常規(guī)底板摻氣坎布置形式見圖1。
三、發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決高速水流的空化空蝕問題，提供一種三維全斷面摻氣坎。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種三維全斷面摻氣坎，包括邊墻和底板，其特征在于：所述的底板上設(shè)置有摻氣底坎，所述的摻氣底坎的中部垂直設(shè)置楔形中墩，楔形中墩的起始位置與摻氣底坎起點(diǎn)重合，其豎向高度和橫向?qū)挾染鶠榱恪?/p>
所述的摻氣底坎沿著水流方向的厚度逐漸增大。
所述的楔形中墩的縱向高度隨著水流方向逐漸增大、橫向?qū)挾入S著水流方向逐漸變寬。
所述的楔形中墩的迎水面設(shè)置為弧形迎水面。
坎高
楔形中墩設(shè)置于泄槽底部的中軸線位置。
楔形中墩的出口寬度
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果：
1、本發(fā)明通過設(shè)置楔形中墩將原本連續(xù)的水流分離成對稱的左右兩股，然后通過設(shè)置在底板的摻氣挑坎同時形成底空腔以及兩股水舌之間的自然空腔，而且底空腔與自然空腔自然連接，無需再單獨(dú)設(shè)置通氣井對其進(jìn)行補(bǔ)氣，極大地降低了施工難度，較大程度上節(jié)省了工程耗資；
2、本發(fā)明提出的摻氣坎能夠在即使是較小底坡的狀況下使用，即使是回水淹沒了底部空腔，也能夠依靠中間楔形墩體的隔離作用產(chǎn)生的自然空腔對挑射水舌進(jìn)行較為充分的摻氣。
四、附圖說明
圖1為常規(guī)底板摻氣坎示意圖；
圖2 本發(fā)明三維全斷面摻氣坎示意圖；
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