一种降低流速的消能流道结构的制作方法

本发明具体涉及水利水电工程中流道泄洪消能技术领域，尤其涉及一种降低流速的消能流道结构。

背景技术：

作为水利水电工程中所设置的流道，除应满足泄洪能力以外，还应保证在运行期间泄洪建筑物的安全，与原河道水流良好衔接以及能充分发挥应有的消能效果，以避免下泄水流对下游河床和岸坡造成冲刷破坏。现行溢洪道消能设计一般采用出口以外消能方式，近年来溢洪道洞身消能结构的设计逐渐发展，相继出现了台阶消能，洞塞消能，镂空板消能，通气坎消能等各种各样的型式，但都是利用过流面的突然变化来消除流体中的部分能量，降低出口流速。目前现有的各种洞身消能形式都普遍存在一个缺点，水流经过洞身消能工时流态紊乱、水流条件差，该接触部位容易发生空化空蚀问题。因此，需要一种既能消能又能减少空化空蚀问题的洞身消能结构，来降低出口流速，消除部分水流能量。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种降低流速的消能流道结构。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种降低流速的消能流道结构，包括流道孔，所述流道孔之上设置有使流体流过的流道面，所述流道面的一端设置有流道入口，所述流道面的另一端设置有流道出口，所述流道面之上设置有至少一个驼峰堰。

所述流道孔横断面轮廓为非封闭或封闭的，所述流道面由所述流道孔内壁形成。

所述流道面在所述流道孔横向截面上的投影是明渠断面、城门洞形断面、圆形、马蹄形中的一种。

所述多个驼峰堰沿着所述流道面长度方向按适当间距间断或连续布置，其中任意两个驼峰堰在所述流道孔横断面上的投影彼此交错。

所述驼峰堰外形轮廓在所述流道孔横断面上的投影包括位于左侧的圆弧段a、位于顶部的圆弧段b和位于右侧的圆弧段c。

所述圆弧段a、圆弧段c所对应的圆心角为0°～180°。所述圆弧段c对应的圆心角为为0°～180°。

所述驼峰堰外形轮廓在所述流道孔纵断面上的投影还包括连接于所述圆弧段a与圆弧段b之间或连接于所述圆弧段c与圆弧段b之间的直线连接段。

所述驼峰堰高度小于所述流道面高度的三分之二。

本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，通过在流道面上设置多个驼峰堰，这些驼峰堰具有不同的形状、高度和大小，并且在流道面上彼此交错布置，使流体流过之后，保持较好的流态，减少流体流态紊乱现象，改善水力条件，同时又通过驼峰堰引起过流断面突缩突扩，增大水流能量损失，达到降低流速、调整流线、流态的目的，降低了流体在流道孔内产生空蚀破坏的概率，本发明具有结构简单、施工建设方便，工程造价低等优点，适用于各种需要进行消能处理的泄水结构中。

附图说明

图1是本发明第一实施例的纵向断面结构示意图；

图2是本发明第二实施例的纵向断面结构示意图；

图3是本发明的俯视图；

图4是本发明流道孔横断面结构示意图；

图5是本发明驼峰堰横断面结构示意图。

图中：1-流道孔，2-驼峰堰，11-流道面，12-流道入口，13-流道出口，21-圆弧段a，22-圆弧段c，23-圆弧段b。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

本发明的一种降低流速的消能流道结构，如图1、图2、图3、图4所示，包括流道孔1，流道孔1之上设置有使流体流过的流道面11，流道面11的一端设置有流道入口12，流道面11的另一端设置有流道出口13，流道面11之上设置有至少一个驼峰堰2。

采用本发明的技术方案，通过在流道面上设置多个驼峰堰，这些驼峰堰具有不同的形状、高度和大小，并且在流道面上彼此交错布置，使流体流过之后，保持较好的流态，减少流体流态紊乱现象，改善水力条件，同时又通过驼峰堰引起过流断面突缩突扩，增大水流能量损失，达到降低流速、调整流线、流态的目的，降低了流体在流道孔内产生空蚀破坏的概率，本发明具有结构简单、施工建设方便，工程造价低等优点，适用于各种需要进行消能处理的泄水结构中。

进一步地，流道孔1横断面轮廓为非封闭或封闭的，流道面11由流道孔1内壁形成。流道面11在流道孔1横向截面上的投影是明渠断面、城门洞形断面、圆形、马蹄形中的一种。采用本发明的技术方案，使该消能结构可应用于各种结构形式的溢洪道结构中，应用广泛。

此外，多个驼峰堰2沿着流道面11长度方向按适当间距间断或连续布置，其中任意两个驼峰堰2在流道孔1横断面上的投影彼此交错。优选任意相邻两个驼峰堰2之间的间距均不相同。任意两个驼峰堰2的外形体积大小均不相同。采用本发明的技术方案，由于驼峰堰2大小、体积均不同，当流体流过时，流体流过的流道面则产生忽高忽低、忽宽忽窄的变化，从而促使流体中的部分能量消耗掉，而同时，由于驼峰堰2交错布置，使流体流态不会过于紊乱，而仍然保持了较为良好的方向一致性，改善了水力条件，减少了发生空化空蚀现象的概率。

进一步地，如图5所示，驼峰堰2外形轮廓在流道孔1横断面上的投影包括位于左侧的圆弧段a21、位于顶部的圆弧段b23和位于右侧的圆弧段c22。圆弧段a21、圆弧段c22所对应的圆心角为0°

～180°。圆弧段c22对应的圆心角为为0°～180°。驼峰堰2外形轮廓在流道孔1纵断面上的投影还包括连接于圆弧段a21与圆弧段b23之间或连接于圆弧段c22与圆弧段b23之间的直线连接段24。驼峰堰2高度小于流道面11高度的三分之二。具体的，驼峰堰2布置位置可位于流道面上的任意位置，任意相邻两个驼峰堰2之间的间距可相等也可不相同。

本技术的技术方案由中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司投入实施应用，在实施中，受华能科技项目hnkj15-h12的资助、贵州省科技支撑计划科技项目黔科合支撑[2019]201970966703x20907的资助，在实施后，取得了上述有益的技术效果，同时社会效益良好。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种降低流速的消能流道结构，包括流道孔，流道孔之上设置有流道面，流道面一端设置有流道入口，流道面另一端设置有流道出口，流道面之上设置有驼峰堰。采用本发明的技术方案，通过在流道面上设置多个驼峰堰，这些驼峰堰具有不同的形状、高度和大小，并且在流道面上彼此交错布置，使流体流过之后，保持较好的流态，减少流体流态紊乱现象，改善水力条件，同时又通过驼峰堰引起过流断面突缩突扩，增大水流能量损失，达到降低流速、调整流线、流态的目的，降低了流体在流道孔内产生空蚀破坏的概率，本发明具有结构简单、施工建设方便，工程造价低等优点，适用于各种需要进行消能处理的泄水结构中。

技术研发人员：杨家修;孙卫;杜帅群;陈江;杨萍;湛正刚;郑雪玉;鲍伟
受保护的技术使用者：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司;华能澜沧江水电股份有限公司;华能集团技术创新中心有限公司
技术研发日：2018.12.25
技术公布日：2019.04.05