一種高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)，該高速水流泄槽底坡包括位于上游的前直線坡和位于下游的后直線坡，且前直線坡高于后直線坡并形成由緩變陡的結(jié)構(gòu)，前直線坡與后直線坡的延長(zhǎng)線夾角α≥150°，前直線坡的長(zhǎng)度i1小于后直線坡的長(zhǎng)度i2，前直線坡末端接有挑坎；后直線坡頂端通過(guò)一段水平線或斜向上的折線交于所述挑坎末端向下的垂線形成位于挑坎末端與后直線坡頂端之間的摻氣槽結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型變底坡?lián)綒怏w形及布置，體型簡(jiǎn)單，易施工，空腔大，摻氣足，挑坎段泄槽流態(tài)好。
【專利說(shuō)明】一種高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水利水電工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種摻氣槽結(jié)構(gòu)，具體的說(shuō)一種高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]泄水建筑物高速水流泄槽，從進(jìn)口到出口因地形地質(zhì)原因，或流態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要，變坡是一種常用坡度銜接的布置方式。如泄洪洞進(jìn)口位置較高時(shí)，無(wú)論用龍?zhí)ь^或龍落尾方式，均有一段由較緩底坡變?yōu)檩^陡底坡的現(xiàn)階段，同樣在溢洪道泄槽中，一坡到底較少，比較多的是由緩坡變?yōu)槎钙碌脑O(shè)計(jì)方法。眾所周知，摻氣槽是高速水流減少空化空蝕的有效手段。通常泄槽底坡不變時(shí)，摻氣槽只要通過(guò)摻氣槽體形變化與優(yōu)化達(dá)到通氣足、空腔長(zhǎng)、摻氣濃度滿足防止空化空蝕要求的效果，同時(shí)也能達(dá)到坎后泄槽流態(tài)平穩(wěn)的目的。
[0003]對(duì)于由緩底坡變?yōu)槎傅灼裸暯佣卧O(shè)置的摻氣槽，除摻氣槽體形要適應(yīng)變坡的特點(diǎn)外，還需對(duì)變坡點(diǎn)區(qū)域內(nèi)底板形狀加以優(yōu)化。變坡分為兩種情況:一種變坡交點(diǎn)前后段均為直線，另一種變坡交點(diǎn)前段底板前為直線，交點(diǎn)之后底板為渥奇曲線或其他形狀連接曲線。底坡變化點(diǎn)亦是曲率的畸變點(diǎn)，水流特別是高速水流流動(dòng)時(shí)易發(fā)生脫離邊壁現(xiàn)象而產(chǎn)生低壓區(qū)或負(fù)壓區(qū)，導(dǎo)致水流發(fā)生空化，以致空蝕。摻氣槽作為防止空化空蝕的一種設(shè)施，也因?yàn)樽兤聯(lián)綒獠鄣捏w型相對(duì)常規(guī)體型要復(fù)雜些。
[0004]當(dāng)前我國(guó)高壩水庫(kù)大量建設(shè)，泄水建筑物的高速水流水力學(xué)問(wèn)題是必然要有效解決的技術(shù)問(wèn)題，同時(shí)亦要求措施易于實(shí)現(xiàn)以及便于施工和管理，在泄水建筑物中溢洪道、溢流壩及泄水隧洞中，高速水流空化空蝕，就是這類嚴(yán)重的需有效解決的技術(shù)問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)，體型簡(jiǎn)單，易施工，空腔大，摻氣足，挑坎段泄槽流態(tài)好。
[0006]本實(shí)用新型解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0007]一種高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)，該高速水流泄槽底坡包括位于上游的前直線坡和位于下游的后直線坡，且前直線坡高于后直線坡并形成由緩變陡的結(jié)構(gòu)，前直線坡與后直線坡的延長(zhǎng)線夾角α >150°，前直線坡的長(zhǎng)度il小于后直線坡的長(zhǎng)度?2,前直線坡末端接有挑坎；后直線坡頂端通過(guò)一段水平線或斜向上的折線交于所述挑坎末端向下的垂線形成位于挑坎末端與后直線坡頂端之間的摻氣槽結(jié)構(gòu)。
[0008]本實(shí)用新型進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
[0009]前述的高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)，其中摻氣槽的槽深h2為挑坎末端與水平線或斜向上的折線之間的垂直距離，槽深h2為I~10m。
[0010]前述的高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)，其中挑坎的坎高為挑坎的末端至坡底的垂直距離，所述坎高h(yuǎn)i為0.3~1.5m。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:[0012]本實(shí)用新型變底坡?lián)綒怏w形及布置，體型簡(jiǎn)單，易施工，空腔大，摻氣足，挑坎段泄槽流態(tài)好。由于本實(shí)用新型不僅優(yōu)化挑坎形狀，保證坎下泄槽流態(tài)好，而且調(diào)整摻氣槽上游坡結(jié)束點(diǎn)和摻氣槽下游坡起始點(diǎn)相對(duì)高差和水平距離以及摻氣槽的坎下槽底的坡度與形狀，達(dá)到摻氣空腔最長(zhǎng)最大，摻氣量最足，而且使挑坎下水流下緣水面線與摻氣槽下游底坡交角最小，沖擊下游底板作用弱化到最小。換言之，摻氣槽下游底坡上沒壓力峰值，且脈動(dòng)最小，同時(shí)又能確?？蚕聸]有回溯水流，摻氣槽后水流平穩(wěn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
[0015]本實(shí)施例提供一種高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)，摻氣槽結(jié)構(gòu)如圖1所示，該高速水流泄槽底坡包括位于上游的前直線坡I和位于下游的后直線坡2，且前直線坡高于后直線坡并形成由緩變陡的結(jié)構(gòu)，即泄槽底坡由緩變陡，泄槽底坡面呈凸面，水流流經(jīng)凸面易脫離邊界，形成低壓區(qū)產(chǎn)生空穴，特別高速水流狀態(tài)，更易發(fā)生空蝕，前直線坡的長(zhǎng)度il小于后直線坡的長(zhǎng)度i2，前直線坡I的末端A接有挑坎3，即挑坎3的前端連接前直線坡I的末端A ;前直線坡I與后直線坡2的延長(zhǎng)線夾角a ^ 150° ;后直線坡2的頂端通過(guò)一段水平線或斜向上的折線4交于挑坎3的末端向下的垂線5形成位于挑坎末端與后直線坡頂端之間的摻氣槽，即穿過(guò)下游底坡頂部接點(diǎn)B作水平線或折線交于坎末垂線，定出槽深h2，槽深h2為挑坎末端與水平線或斜向上的折線之間的垂直距離，槽深h2為I~10m，挑坎的坎高為挑坎的末端至坡底的垂直距離，所述坎高h(yuǎn)i為0.3~1.5m。
[0016]本實(shí)用新型不僅優(yōu)化挑坎形狀，保證坎下泄槽流態(tài)好，而且調(diào)整摻氣槽上游坡結(jié)束點(diǎn)和摻氣槽下游坡起始點(diǎn)相對(duì)高差和水平距離以及摻氣槽的坎下槽底的坡度與形狀，達(dá)到摻氣空腔最長(zhǎng)最大，摻氣量最足，而且使挑坎下水流下緣水面線與摻氣槽下游底坡交角最小，沖擊下游底板作用弱化到最小。換言之，摻氣槽下游底坡上沒壓力峰值，且脈動(dòng)最小，同時(shí)又能確?？蚕聸]有回溯水流，摻氣槽后水流平穩(wěn)。
[0017]除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)，其特征在于:該高速水流泄槽底坡包括位于上游的前直線坡和位于下游的后直線坡，且前直線坡高于后直線坡并形成由緩變陡的結(jié)構(gòu)，前直線坡與后直線坡的延長(zhǎng)線夾角α >150°，前直線坡的長(zhǎng)度il小于后直線坡的長(zhǎng)度i2，所述前直線坡末端接有挑坎；所述后直線坡頂端通過(guò)一段水平線或斜向上的折線交于所述挑坎末端向下的垂線形成位于所述挑坎末端與后直線坡頂端之間的摻氣槽結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述摻氣槽的槽深h2為所述挑坎末端與所述水平線或斜向上的折線之間的垂直距離，所述槽深h2為I?10m。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高速水流泄槽底坡由緩變陡的摻氣槽結(jié)構(gòu)，其特征在于:其特征在于:所述挑坎的坎高為挑坎的末端至坡底的垂直距離，所述坎高h(yuǎn)i為0.3?.1.5m。
【文檔編號(hào)】E02B8/06GK203684180SQ201420038936
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】吳時(shí)強(qiáng), 周輝, 周杰, 吳修鋒, 陳惠玲, 戴江玉, 王芳芳 申請(qǐng)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