一种出水池消力装置及其平顺水流方法

本发明涉及一种出水池消力装置及其平顺水流方法，属于水利工程、市政工程。

背景技术：

1、水泵出水池是连接出水管路与排灌干渠的街接建筑物。当受地形条件限制时，其出水建筑物结构往往较为紧凑，常设置输水隧洞连接，难以按照泵站设让规范的水力条件进行布置，由此容易造成出水建筑物内产生回流、偏流等不良流态。

2、国内外对泵站前池及进水池流态改善做了较多研究，但对泵站出水池整流措施研究得较少。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种出水池消力装置及其平顺水流方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种出水池消力装置，包括位于泵站、隧洞之间的出水池，泵站通过出水池与隧洞贯通；其特征是：

3、所述出水池与隧洞连接的收缩段两侧设有消能减冲装置，所述消能减冲装置的底部与出水池的池底浇筑固定在一起；

4、所述消能减冲装置上设有迎水圆弧面、背水圆弧面、连接直面，连接直面的两端分别与迎水圆弧面的一端、背水圆弧面的一端连接，迎水圆弧面的另一端与背水圆弧面的另一端连接，连接直面与出水池内侧壁固定；

5、所述消能减冲装置内设有中空腔，迎水圆弧面上设有若干迎水圆弧面圆通孔，背水圆弧面上设有若干背水圆弧面圆通孔，且若干迎水圆弧面圆通孔、若干背水圆弧面圆通孔均与中空腔贯通；迎水圆弧面、背水圆弧面之间中空腔处安装有若干消能棒。

6、设隧洞的宽度为d，出水池的边墙高度为h，那么：

7、迎水圆弧面的圆弧半径为0.6d；

8、背水圆弧面的圆弧半径为0.56d；

9、相邻消能减冲装置与消能减冲装置之间的间距为0.28d；

10、消能减冲装置的整体高度为h；

11、所述迎水圆弧面圆通孔、背水圆弧面圆通孔的半径均为0.0026d，相邻两个迎水圆弧面圆通孔的圆心相距0.0085d，相邻两个背水圆弧面圆通孔的圆心相距0.0085d；

12、所述消能棒为圆柱形，消能棒的半径为0.0013d。

13、所述消能减冲装置的筒壁厚为0.02d；

14、隧洞的长度为6d。

15、所述出水池包括平行段、收缩段，平行段一端与泵站连接，另一端与收缩段连接，收缩段另一端与隧洞连接；

16、所述平行段的长度为4d，宽度为5.8d；

17、平行段的出口与隧洞的进口之间的距离为4d。

18、所述泵站沿水流方向的长度为2d。

19、利用一种出水池消力装置进行平顺水流的方法，首先，水流经泵站流入出水池，在出水池内的水流流经消能减冲装置上的迎水圆弧面，能够使得受力分散、受力均匀，部分水流经消能减冲装置从迎水圆弧面的迎水圆弧面圆通孔流入中空腔，并从背水圆弧面的背水圆弧面圆通孔流出；

20、水流通过迎水圆弧面圆通孔，可以消除一部分多余的能量，并且平顺流态，中空腔内部消能棒可以进一步减少多余能量，最后通过背水圆弧面的背水圆弧面圆通孔流出；

21、接着，水流流入下一个消能减冲装置，直至最后一个消能减冲装置，进一步减少多余能量，实现平顺水流的效果；

22、最后，经平顺后的水流流入隧洞，经隧洞流入至设定的位置。

23、一般出水池基础建在浆砌石挡土墙上,而浆砌石挡土墙坐落在基岩之上,因此可以认为出水池基础为刚性基础，从理论上出水池不会发生不均匀沉降。但是由于边墙结构计算时,实际运行时水流的冲击作用无法具体推测，使边墙结构强度不足受力不均而被拉裂，进而导致边墙裂缝的出现。

24、本发明方法先进科学，通过本发明，提供的一种出水池消力装置及其平顺水流方法，在出水池与隧洞连接的收缩段两侧设置消能减冲装置，设置的消能减冲装置一方面可以避免水流直接冲击边墙，同时消能减冲装置中圆弧形的设计可以使得受力分布分散，使得受力均匀，同时在圆弧形表面设置有圆通孔（迎水圆弧面圆通孔、背水圆弧面圆通孔），水流冲击到圆弧表面后会通过迎水圆弧面圆通孔进入中空腔内部消能棒，通过迎水圆弧面圆通孔时会消除一部分水流能量，水流通过消能棒时会进一步削减水流冲击力，最后水流通过背水圆弧面的背水圆弧面圆通孔流出，再一次削减水流冲击力，并且会进入下一个消能减冲装置，再次消能。

25、有益效果

26、首先迎水圆弧面能够得受力分散，使得受力均匀，其次迎水圆弧面圆通孔可以消除一部分多余的能量，并且平顺流态，消能棒可以进一步减少多余能量，最后通过背水圆弧面的圆通孔背水圆弧面圆通孔流出的水流进入下一个消能减冲装置，进一步减少多余能量，平顺水流。

27、通过本发明，这种循环设计能更好的的适应逐渐变小的过渡断面导致的水流流速加大，冲击力加大的问题。

技术特征：

1.一种出水池消力装置，包括位于泵站（1）、隧洞（2）之间的出水池（3），泵站（1）通过出水池（3）与隧洞（2）贯通；其特征是：

2.根据权利要求1所述的一种出水池消力装置，其特征是：设隧洞（2）的宽度为d，出水池（3）的边墙高度为h，那么：

3.根据权利要求2所述的一种出水池消力装置，其特征是：

4.根据权利要求2所述的一种出水池消力装置，其特征是：

5.根据权利要求2所述的一种出水池消力装置，其特征是：

6.利用权利要求1-5任意一项的一种出水池消力装置进行平顺水流的方法，其特征是：

技术总结
本发明涉及一种出水池消力装置及其平顺水流方法，出水池与隧洞连接的收缩段两侧设有消能减冲装置，所述消能减冲装置的底部与出水池的池底浇筑固定在一起；消能减冲装置上设有迎水圆弧面、背水圆弧面、连接直面；所述消能减冲装置内设有中空腔，迎水圆弧面上设有若干迎水圆弧面圆通孔，背水圆弧面上设有若干背水圆弧面圆通孔，且若干迎水圆弧面圆通孔、若干背水圆弧面圆通孔均与中空腔贯通；迎水圆弧面、背水圆弧面之间中空腔处安装有若干消能棒。通过本发明，有利于平顺流态，减少多余能量。

技术研发人员：袁铭斌,叶露曦,刘明昌,张洪银,成立,田欣怡,曹惟伟
受保护的技术使用者：扬州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14