[發(fā)明專利]一種適用于低弗氏數(shù)消能的二級(jí)消力池設(shè)計(jì)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811355927.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN109881644A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓昌海;譚高文;韓康;王曉剛;李艷富;余凱文;魏萍;楊宇;姚弘祎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): E02B8/06
• 分類號(hào): E02B8/06
• 代理公司: 北京尚德技研知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11378
• 代理人: 陳曉平;嚴(yán)勇剛

1.一種適用于低弗氏數(shù)消能的二級(jí)消力池設(shè)計(jì)方法，其特征在于：包括以下步驟：

(A1)池長(zhǎng)初步選取；(A2)確定第一級(jí)池底深度p₁；(A3)確定第一級(jí)池尾坎高度c₁；(A4)確定第二級(jí)池底深度p₂；(A5)確定第二級(jí)池尾坎高度c₂；(A6)確定第二級(jí)池長(zhǎng)L_k2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低弗氏數(shù)消能的二級(jí)消力池設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述的步驟(A1)，池長(zhǎng)初步選取，包括以下內(nèi)容：

按照式(1)-式(4)，大致計(jì)算池長(zhǎng)，并留足富余長(zhǎng)度，取第一級(jí)池長(zhǎng)(從斜坡腳起算)，L_k1＝66cm，保證第一級(jí)池的消能作用；第二級(jí)池長(zhǎng)(沒(méi)有斜坡段)初值與第一級(jí)消力池相等L_k2＝66cm；

所述的步驟(A1)，池長(zhǎng)初步選取，包括以下內(nèi)容：

按照式(1)-式(4)，大致計(jì)算池長(zhǎng)，并留足富余長(zhǎng)度，取第一級(jí)池長(zhǎng)(從斜坡腳起算)，L_k1＝66cm，保證第一級(jí)池的消能作用；第二級(jí)池長(zhǎng)(沒(méi)有斜坡段)初值與第一級(jí)消力池相等L_k2＝66cm；

E₀＝h+p為池前斷面總水頭，p＝10cm，實(shí)驗(yàn)測(cè)得在Fr₀＝2.36時(shí)h＝4.6cm；h_c為收縮斷面水深，為流速系數(shù)，取0.95，通過(guò)迭代法，可求得h_c＝3.3cm；

根據(jù)共軛水深比可求得h_c的共軛水深h_c2＝15.3cm；

其中σ_j為水躍淹沒(méi)度，取為1，σ_s為尾坎淹沒(méi)系數(shù)，取為1，m為尾坎流量系數(shù)，取0.42，據(jù)此求得尾坎高度c＝6.0cm；

L_j＝6.9(h_c2-h_c) 式(4)

L_j為水躍長(zhǎng)度，再由經(jīng)驗(yàn)公式取L_k＝0.8L_j＝66.5cm；進(jìn)一步池長(zhǎng)可取整數(shù)為66cm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低弗氏數(shù)消能的二級(jí)消力池設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述的步驟(A2)，確定第一級(jí)池底深度，第一級(jí)池深取為p₁＝6.0cm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低弗氏數(shù)消能的二級(jí)消力池設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述的步驟(A3)，確定第一級(jí)池尾坎高度，第一級(jí)消力池尾坎高度取為c₁＝4cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低弗氏數(shù)消能的二級(jí)消力池設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述的步驟(A4)，確定第二級(jí)池底深度，以試驗(yàn)測(cè)量消力池起始點(diǎn)下游240cm處斷面波高標(biāo)準(zhǔn)差、波幅大小和消能率作為衡量指標(biāo)，以優(yōu)先級(jí)：波高標(biāo)準(zhǔn)差>波幅大小>消能率進(jìn)行衡量，得出第二級(jí)池底深度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低弗氏數(shù)消能的二級(jí)消力池設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述的步驟(A5)，確定第二級(jí)池尾坎高度，以試驗(yàn)測(cè)量消力池起始點(diǎn)下游240cm處斷面波高標(biāo)準(zhǔn)差、波幅大小和消能率作為衡量指標(biāo)，以優(yōu)先級(jí)：波高標(biāo)準(zhǔn)差>波幅大小>消能率進(jìn)行衡量，得出第二級(jí)池尾坎高度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低弗氏數(shù)消能的二級(jí)消力池設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述的步驟(A6)，確定第二級(jí)池長(zhǎng)，以L_k2＝66cm為初始消力池長(zhǎng)度，試驗(yàn)測(cè)量消力池起始點(diǎn)下游240cm處斷面波高標(biāo)準(zhǔn)差、波幅大小和消能率作為衡量指標(biāo)，以優(yōu)先級(jí)：波高標(biāo)準(zhǔn)差>波幅大小>消能率進(jìn)行衡量；得出第二級(jí)消力池的長(zhǎng)度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于低弗氏數(shù)消能的二級(jí)消力池設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述的確定第二級(jí)池底深度、確定第二級(jí)池尾坎高度、確定第二級(jí)池長(zhǎng)需要按順序進(jìn)行。