RU2484203C1 - Water discharge - stabiliser of water flow from channels with rapid flow mode - Google Patents
Water discharge - stabiliser of water flow from channels with rapid flow mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2484203C1 RU2484203C1 RU2012103829/13A RU2012103829A RU2484203C1 RU 2484203 C1 RU2484203 C1 RU 2484203C1 RU 2012103829/13 A RU2012103829/13 A RU 2012103829/13A RU 2012103829 A RU2012103829 A RU 2012103829A RU 2484203 C1 RU2484203 C1 RU 2484203C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gallery
- water
- flow
- length
- along
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано для стабилизации водоподачи из каналов с бурным и сверхбурным (волновым) режимом течения.The invention relates to hydraulic engineering and can be used to stabilize water supply from channels with a turbulent and extra-storm (wave) flow regime.
Известен водовыпуск из канала с бурным течением, включающий выполненный в дне канала колодец, соединенный с отводящим водоводом, поворотный щит, установленный на горизонтальной оси в верхней части стенки колодца и обращенный в сторону движения потока, горизонтальный козырек, жестко закрепленный в верхней части стенки противоположной стенки колодца (Авторское свидетельство СССР №1028769, кл. Е02В 13/00, 1981).A well-known water outlet from the channel with a turbulent flow, including a well made in the bottom of the channel connected to the outlet conduit, a rotary shield mounted on a horizontal axis in the upper part of the well wall and facing the direction of flow, a horizontal visor, rigidly fixed in the upper part of the wall of the opposite wall well (USSR Author's Certificate No. 1028769, class ЕВВ 13/00, 1981).
Недостатком его является низкая надежность, так как решетка составляет неподвижный элемент, способствующий быстрому засорению решетки, произвольному изменению расхода водовыпуска, а значит отсутствие стабилизации отводимого расхода. Это вытекает из того, что по мере увеличения волнового бурного режима течения возрастает напор над отверстием колодца. Происходит частичный захват наносов в колодец. Поток, поступая в колодец такого размера со щитом, гасится, отсутствуют элементы гидравлических сопротивлений, что вызывает изменение отводимого расхода воды в колодце при изменении высокоскоростного потока (напора) в подводящем канале, т.е. имеет место отсутствие сжатия потока в концевой части колодца, что ведет к изменению расхода воды в отводе. В результате таких изменений расхода воды в отводе требуется ручная регулировка процессов подачи воды. Конструкция водовыпуска не позволяет, проводит в одном технологическом цикле задач для стабилизированного забора расхода воды и эффективной очистки воды от наносов.Its disadvantage is low reliability, since the grate is a fixed element, contributing to the rapid clogging of the grate, an arbitrary change in the flow rate of the water outlet, and therefore the lack of stabilization of the discharge flow rate. This follows from the fact that as the wave turbulent flow regime increases, the pressure above the well opening increases. Partial capture of sediment into the well occurs. The flow entering a well of this size with a shield is extinguished, there are no hydraulic resistance elements, which causes a change in the discharged water flow in the well when the high-speed flow (pressure) in the supply channel changes, i.e. there is a lack of compression of the flow at the end of the well, which leads to a change in water flow in the outlet. As a result of such changes in the flow rate of the water, manual adjustment of the water supply processes is required. The design of the water outlet does not allow it, it carries out tasks in one technological cycle for a stabilized intake of water flow and effective purification of water from sediment.
Известен также водовыпуск расхода воды с бурным режимом течения, включающий подводящий и транзитный каналы, регулирующий затвор и донную водоприемную галерею, имеющую в верхней части водоприемное отверстие, перекрытое решеткой, а в низовой части - разделительную стенку, сопряженную с дном транзитного канала, причем донная водоприемная галерея соединена с отводящей трубой посредством водовыпускного отверстия (Гидротехнические сооружения. Под ред. Н.П.Розанова, М: Стройиздат, 1978, с.338-340, рис.25.3«б»).Also known is a water outlet of a flow rate of water with a turbulent flow regime, including a supply and transit channels, a regulating gate and a bottom water intake gallery having a water intake opening in the upper part blocked by a grate, and in the lower part there is a dividing wall conjugated to the bottom of the transit channel, and the bottom water receiving the gallery is connected to the outlet pipe through a water outlet (Hydrotechnical structures. Edited by N.P. Rozanov, M: Stroyizdat, 1978, p.338-340, Fig. 25.3 "b").
Недостаток этого водовыпуска заключается в трудности переводить бурный волновой поток в более спокойное состояние без устройства специальных гасителей и возможности надежной работы. Водовыпуск обладает низкой пропускной способностью за счет разности давлений в полости галереи винтового потока и над входным отверстием, перекрытое решеткой. Так, при отсутствии доступа воздуха под струю, падающую в галерею, в замкнутом пространстве у стенки падения образуется вакуум, плохо влияющий на работу водовыпуска. Поэтому стабильность расхода недостаточна по мере увеличения расхода сверх расчетного и, наоборот, при уменьшении расхода меньше расчетного из-за отсутствия дополнительных гидравлических сопротивлений в галереи. Движущиеся по дну подводящего канала наносы по верху полотна решетки (особенно крупные) в направлении транзитного канала в малой степени влияют на интенсификацию ускоренного отвода с решетки донных крупных наносов. Происходит засорение просветов решетки.The disadvantage of this outlet is the difficulty to translate the turbulent wave flow into a more relaxed state without the installation of special absorbers and the possibility of reliable operation. The water outlet has a low throughput due to the pressure difference in the cavity of the gallery of the screw flow and above the inlet, blocked by a grate. So, in the absence of access of air under the stream falling into the gallery, a vacuum is formed in a confined space near the wall of incidence, which has a bad effect on the operation of the water outlet. Therefore, the flow rate stability is insufficient as the flow rate exceeds the calculated one and, conversely, when the flow rate decreases it is less than the calculated one due to the lack of additional hydraulic resistances in the gallery. The sediments moving along the bottom of the inlet channel along the top of the grating web (especially large ones) in the direction of the transit channel to a small extent affect the intensification of the accelerated removal of large sediment from the grating. Clogging of the gaps of the grating occurs.
Каналы-быстротоки с уклонами больше критического (i≥0,02) могут быть волновыми, безволновыми (с пртивоволновыми поперечными профилями) и работающими в двух режимах (в волновом - при пропуске одних расходов и безволновом - при пропуске других расходов). Следовательно, создаваться должны новые сооружения с учетом особенностей канала-быстротока, выступающего в данном случае в качестве источника водообеспечения потребителей (например, оросительных каналов, питающихся из канала-быстротока).Fast-flow channels with slopes greater than critical (i≥0.02) can be wave, waveless (with anti-wave transverse profiles) and operating in two modes (in the wave mode - when skipping some costs and waveless - when skipping other costs). Consequently, new structures should be created taking into account the characteristics of the high-speed channel, which in this case acts as a source of water supply to consumers (for example, irrigation canals that feed from the high-speed channel).
Известное устройство в данном случае при фронтальном донном водозаборе с боковым (под углом) отводом с отсечением катящихся волн от водозабора и сброса их по транзиту на использовании поперечной циркуляции для борьбы с наносами и, наконец, на стабилизацию водоподачи потребителю не позволяет переводить бурный волновой поток в спокойное состояние без устройства специальных гасителей. Профиль катящейся волны с влекомыми наносами имеет в разрезе вид вытянутой капли, катящейся по поверхности потока. В силу такой формы профиля масса волны и, следовательно, расход по длине ее различен - максимальный в лобовой части и убывающий - к хвостовой. Таким образом, происходит нехватка расхода, возникающая в результате неравномерного распределения скоростей и расходов над просветом галереи. Поэтому над галереей в бурном состоянии потока возникает состояние в виде прыжка, а внутри галереи происходит изменение отводимого расхода воды. Кроме того, недостаточная обеспеченность защиты галереи от наносов.The known device in this case, with frontal bottom water intake with lateral (at an angle) outlet with cutting off rolling waves from the water intake and dumping them in transit using transverse circulation to control sediment and, finally, to stabilize the water supply, the consumer does not allow to transfer a turbulent wave flow into calm state without the use of special absorbers. The profile of a rolling wave with entrained sediments has a sectional view of an elongated drop rolling along the surface of the stream. Due to this shape of the profile, the mass of the wave and, therefore, the flow rate along its length is different - maximum in the frontal part and decreasing towards the tail. Thus, there is a lack of flow, resulting from the uneven distribution of speeds and costs over the clearance of the gallery. Therefore, a state in the form of a jump occurs over the gallery in a turbulent state of the flow, and inside the gallery there is a change in the discharged water flow. In addition, the lack of security of protection of the gallery from sediment.
Целью изобретения является повышение эффективности работы путем стабилизации расхода воды водовыпуска за счет изменения гидравлических сопротивлений потока при волновой структуре потока.The aim of the invention is to increase the efficiency by stabilizing the flow rate of the water outlet by changing the hydraulic resistance of the flow during the wave structure of the flow.
Поставленная цель достигается за счет того, что водовыпуск-стабилизатор расхода воды содержит выполненную между подводящим и транзитным каналами закрытую сверху виброрешеткой водоприемную галерею, которая снабжена струенаправляющей системой в виде разделительных криволинейных в поперечном сечении пластин, прикрепленных снизу к виброрешетке, а концы ее отогнуты вниз и оперты на дно разделительной стенки, сопряженной с дном транзитного канала, с возможностью автоколебаний решетки, т.е обеспечивающим амплитуду колебаний решетки. Вода, идущая по каналу над галереей, отсекается криволинейными пластинами, предохраняющими от распространения по каналу волнения, возникающего при соударении потоков под низовой частью вибрационной решетки. Вследствие этого здесь возникает поперечная циркуляция, за счет нее происходит выдавливание вверх донных наносов, которые далее проходят по стержням решетки. Стабилизация расхода воды отвода обеспечивается за счет сужения на первом этапе в галерее, образуемого выступом поперек галереи, расположенным в верхней части разделительной стенки галереи. Вследствие этого винтовой поток из верхних слоев галереи поступает в это сужение (прорез) с возрастанием напорного истечения в направлении в сторону концевой части галереи. Для защиты от реактивного воздействия проходящего потока воды в концевую часть галереи, перед отводом воды в отводящую трубу, дополнительно верхняя часть галереи снабжена прикрепленной плоской пластины с наклоном, направленным в сторону начальной части галереи, где форма и размеры нижней части галереи имеют возможность отсекаемому потоку создавать закручивание - винтовое движение жидкости (в силу влияния стенок галереи). При этом между выступом и плоской пластиной прикреплена криволинейная в поперечном сечении пластина к дну галереи, изогнутой в сторону концевой части галереи. Так как в процессе движения частицы жидкости отсекаемого потока при многократном движении по своим орбитам теряют энергию, то с целью сохранения практически неизменной энергетической способности потока в пределах орбиты по всей длине галереи, форма поперечного сечения галереи позволяет обеспечить стабилизацию водоподачи воды в отвод. Расход водовыпуска зависит только от открытия затвора, т.е. Q=f(a). Значит, водовыпуск-стабилизатор расхода является и водомером, не имея подвижных в работе частей.This goal is achieved due to the fact that the outlet-stabilizer of the flow rate of water contains between the supply and transit channels a water-receiving gallery closed on top of the vibrating grid, which is equipped with a directional system in the form of dividing plates curved in cross section, attached to the bottom of the vibrating grill, and its ends are bent down and they are supported on the bottom of the dividing wall, conjugated to the bottom of the transit channel, with the possibility of self-oscillations of the lattice, i.e., providing the amplitude of oscillations of the lattice. Water flowing through the channel above the gallery is cut off by curvilinear plates, which prevents waves from spreading through the channel from the impact of flows under the lower part of the vibrating grating. As a result of this, transverse circulation arises here, due to it extrusion of bottom sediments, which then pass along the rods of the lattice, occurs. The stabilization of the discharge water flow is ensured by narrowing at the first stage in the gallery, formed by a protrusion across the gallery, located in the upper part of the gallery dividing wall. As a result of this, a helical flow from the upper layers of the gallery enters this narrowing (cut) with an increase in pressure flow in the direction toward the end of the gallery. To protect against the reactive effect of the passing water flow to the end of the gallery, before the water is drained into the outlet pipe, the upper part of the gallery is additionally equipped with an attached flat plate with a slope directed towards the initial part of the gallery, where the shape and dimensions of the lower part of the gallery can create a cut-off flow twisting - screw movement of a liquid (due to the influence of the gallery walls). In this case, a plate curved in cross section is attached between the protrusion and the flat plate to the bottom of the gallery, curved towards the end of the gallery. Since during the movement of the fluid particles of the cut-off stream lose their energy during multiple movements in their orbits, in order to maintain a practically unchanged energy ability of the flow within the orbit along the entire length of the gallery, the shape of the cross-section of the gallery allows stabilization of the water supply to the outlet. The flow rate of the outlet depends only on the opening of the shutter, i.e. Q = f (a). This means that the outlet-stabilizer of the flow is also a water meter, without moving parts.
Защитная виброрешетка шарнирно закреплена в конце уступа-порога заподлицо в подводящем канале и выполнена с отогнутыми вниз концами из гибкого упругого материала, опирается на дно разделительной стенки галереи, создавая автоколебательный процесс виброрешетки по длине перекрытия просвета галереи. Струенаправляющая система криволинейных пластин, прикрепленная снизу к виброрешетке, также выполнена из материала с объемным весом больше объема веса воды, установлена в последовательно расположенных створах по длине галере и сводится, в основном, к повышению пропускной способности в начальной части галереи и дальнейшего стабилизирующего эффекта. Такой подход к конструкции может увеличить расход примерно до 30%. Комбинация напорного и безнапорного режимов движения и послужила поводом для создания нового технического решения. Следовательно, можно отметить, что стабилизация расхода водовыпуска достигается благодаря одновременному действию изменения направления потока вследствие резких поворотов при расщеплении струи в начальной части галереи. Создание вращения перед стенкой и пластиной, сжатие и дальше потеря энергии на создание вращения потока, который образуется в начале отводящей трубы, что служит поводом в конечно итоге, для равномерного и стабильного течения воды в конце трубы.The protective vibrating grating is pivotally fixed at the end of the ledge-threshold flush in the supply channel and is made with the ends bent downward from flexible elastic material, rests on the bottom of the gallery dividing wall, creating a self-oscillating process of the vibration grating along the length of the gallery clearance. The curvilinear plate guiding system, attached to the bottom of the vibrating grating, is also made of a material with a bulk density greater than the volume of the water weight, is installed in successive sections along the gallery and is reduced mainly to increasing the throughput in the initial part of the gallery and further stabilizing effect. This design approach can increase consumption by up to about 30%. The combination of pressure and non-pressure modes of movement was the reason for creating a new technical solution. Therefore, it can be noted that the stabilization of the outlet flow rate is achieved due to the simultaneous action of a change in the direction of flow due to sharp turns when the jet splits in the initial part of the gallery. The creation of rotation in front of the wall and the plate, compression and further loss of energy to create the rotation of the stream, which is formed at the beginning of the outlet pipe, which ultimately leads to a uniform and stable flow of water at the end of the pipe.
Оригинальность и простота решения указной конструкции обеспечивает и защиту от наносов в каналах-быстротоках с достаточной точностью качества стабилизации расхода, как при волновом, так и безволновом режимах. При этом наличие уступа-порога перед виброрешеткой также создает поднятие потока и переброску влекомых наносов во взвешенном состоянии и плавающего мусора через виброрешетку в транзитный канал, и тем самым шарнир и стержни решетки предохраняются от разрушения.The originality and simplicity of the solution of the indicated design also provides protection against sediment in the fast-flow channels with sufficient accuracy of the flow stabilization quality, both in wave and waveless modes. At the same time, the presence of a step-threshold in front of the vibrating grate also creates a rise in flow and transfer of sediment in suspension and floating debris through the vibrating grate to the transit channel, and thus the hinge and rods of the grate are protected from destruction.
Профиль и упругий материал криволинейных пластин, прикрепленных торцом снизу к виброрешетке, позволяет перемещаться (изгибаться) в сторону просветов в решетке. При этом мусор постоянно отрывается от решетки, и так как решетку устанавливают на изогнутые концы ее по направлению потока воды, то наносы и мусор непрерывно передвигаются потоком воды по длине решетки и выходят за ее пределы в транзитный канал. Этим обеспечивается защита галереи также от влекомых наносов при неработающем водовыпуске в автоматическом режиме. Этот период на сооружениях мелиоративных систем составляет половину и более всего времени года.The profile and elastic material of the curvilinear plates attached to the bottom of the vibrating grating from the bottom allows moving (bending) towards the gaps in the grating. In this case, debris is constantly detached from the grate, and since the grate is installed on its curved ends in the direction of the water flow, sediment and debris are continuously moved by the water flow along the length of the grate and go beyond its limits into the transit channel. This ensures that the gallery is also protected from entrained sediment when the outlet is idle in automatic mode. This period at the facilities of reclamation systems is half or more of the whole time of the year.
При работающем водовыпуске потоком воды через просветы решетки пластины отгибаются только на величину, необходимую для пропускания требуемого расхода воды в начальной части галереи, тем самым увеличивая конструктивный просвет между стержнями виброрешетки, что увеличивает пропускную способность устройства.When a water outlet is operating, the water flow through the gaps of the grating of the plate bends only by the amount necessary to pass the required water flow in the initial part of the gallery, thereby increasing the structural clearance between the rods of the vibrating grating, which increases the throughput of the device.
Общее число струенаправляющих секций пластин снизу виброрешетки принимают в зависимости от их назначения и размеров. Длина пути галереи разбита на лабиринты с выступами и со ступенчатым расположением пластин. Так, делая два зигзагообразного поворота, струя направляется к отводящей трубе, образуя перед отверстием зону винтового движения жидкости постоянной массы воды. Сопротивления по длине галереи получаются большими, что положительно сказывается на изменении волновой структуре потока на входе в галерею. Сопротивление увеличивается примерно в 3-5 раз и более. Винтовое вращение ядра жидкости в конечной части галереи перед входным отверстием отводящей трубы выглядит наиболее плотным в поперечном сечении по сравнению с известным устройством. Следует отметить также, что длина галереи делится на рабочую и холостую закрытые части. Рабочие участки галереи перекрываются предложенными элементами так, чтобы по всей ее длине обеспечивалось и удаление мелких фракций наносов при водоотборе воды в отвод. Расчетная величина расхода начальной части галереи назначается в зависимости от конструкции порядка 7-10% общего расхода галереи. Отсюда, рабочая часть по длине галереи на основе гидравлики потока с переменной массой с учетом винтового движения потока в галерее еще до конца не решена. Поток сам формирует сечение винтового движения при открытии отводящего отверстия затвором. В свою очередь установка по длине закрытой галереи гидравлических сопротивлений в этих условиях приводит к полной ликвидации сбойного течения в конце отводящей трубы в нижнем бьефе, при этом обеспечивается равномерное растекание потока за креплением.The total number of directing sections of the plates below the vibrating grid is taken depending on their purpose and size. The gallery path length is divided into labyrinths with protrusions and with stepwise arrangement of plates. So, making two zigzag turns, the jet is directed to the outlet pipe, forming in front of the hole a zone of screw movement of the liquid with a constant mass of water. Resistances along the length of the gallery are large, which positively affects the change in the wave structure of the stream at the entrance to the gallery. Resistance increases by about 3-5 times or more. The helical rotation of the liquid core in the final part of the gallery in front of the inlet of the outlet pipe looks most dense in cross section compared to the known device. It should also be noted that the length of the gallery is divided into working and idle closed parts. The working sections of the gallery are overlapped by the proposed elements so that along its entire length it is ensured that fine fractions of sediments are removed when water is taken into the drain. The estimated flow rate of the initial part of the gallery is assigned depending on the design of about 7-10% of the total gallery consumption. Hence, the working part along the length of the gallery based on the hydraulics of the variable-mass flow, taking into account the helical movement of the flow in the gallery, has not yet been completely solved. The flow itself forms a cross-section of the helical movement when the outlet is opened by a shutter. In turn, the installation along the length of the closed gallery of hydraulic resistances under these conditions leads to the complete elimination of the faulty flow at the end of the outlet pipe in the downstream, while uniform flow spreading behind the mount is ensured.
Исходя из вышесказанного авторы считают возможным утверждать, что предлагаемое техническое решение отвечает критерию «Существенные отличия».Based on the foregoing, the authors consider it possible to argue that the proposed technical solution meets the criterion of "Significant differences".
На фиг.1 изображен водовыпуск-стабилизатор расхода, в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел 1 на фиг.2; на фиг.4 - то же, узел 1, стержень решетки ромбовидного сечения.Figure 1 shows the outlet-stabilizer flow, in plan; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - node 1 in figure 2; figure 4 is the same, node 1, the rod of the lattice diamond-shaped section.
Водовыпуск содержит водоприемную галерею 1, выполненную с наклонным дном 2 между подводящим 3 и транзитными быстротечными каналами с волновой структурой потока. Выход по длине из галереи соединен с отводящей трубой 5 (каналом), во входном сечении которой установлен затвор 6 с подъемным механизмом.The water outlet contains a water intake gallery 1, made with an inclined bottom 2 between the
Водоприемное отверстие 7 галереи 1 защищено виброрешеткой 8 от поступления мусора и крупного камня. Галерея 1 ограничена сверху разделительной стенкой 9, верхний конец сопряжен со свободными, отогнутыми вниз концами 10 виброрешетки 8, а нижний конец разделительной стенки 9 сопряжен со стенкой трубы 5. Виброрешетка 8 соединена шарниром 11 с поперечным уступом-порогом 12 заподлицо в подводящем канале 3. Галерея 1 по высоте поперечного сечения на всей ее длине постоянна. Виброрешетка 8 снабжена струенаправляющим устройством, выполненным в виде разделительных криволинейных в поперечном сечении пластин 13, установленных напротив подводящего канала 3 в полости галереи 1 (в начальной части) в ряд, ориентированные последовательно по длине входного отверстия 7 галереи 1. Верхние кромки пластин 13 прикреплены снизу к стержням виброрешетки 8. По длине галереи установлены гидравлические сопротивления, выполненные в виде поперечного выступа 14 и плоской пластины 15 прикрепленным основанием выступа и кромкой пластины снизу к потолку разделительной стенки 9. Дно 2 галереи 1 снабжено вогнутой поперечной пластиной 16 изогнутой в сторону концевой части галереи 1 и размещенной между выступом 14 и пластиной 15 с зазорами к дну 2 и к стенке 9. Длина галереи 1 выполнена в виде зигзагообразного водовода в сторону ее концевой части. Струенаправляющее устройство в виде криволинейных пластин 13 прикреплено к стержням виброрешетки 8 с возможностью поворота и выполнено из гибкого материала с объемным весом, большим объема веса воды. Пластины 13 за счет того, что изготовлены из упругого материала с удельным весом, большим удельного веса воды, и могут перемещаться в сторону начального участка разделительной стенки 9 за счет скоростного давления потока, открывают просветы между стержнями виброрешетки 8. Одновременно открывают просветы между соседним пластинами 13, ориентированные последовательно по длине отверстия 7. При отсутствии воды в канале 3 и неработающем водовыпуске пластины 13 наоборот автоматически перемещаются к стержням виброрешетки 8 и прикрывают просветы между ними. Этим обеспечивается дополнительно защита донной галереи от попадания в галерею случайных наносов с бортов канала (с откосов и т.п.).The water inlet 7 of the gallery 1 is protected by a vibrating grating 8 from the entry of debris and large stone. Gallery 1 is bounded above by a dividing
На водовыпускных сооружениях мелиоративных систем этот период составляет половину и более всего времени года.At the drainage facilities of reclamation systems, this period is half and more than the entire time of the year.
Сороудерживающая виброрешетка 8 может иметь продольные стержни ромбовидного сечения (фиг.4), причем их концы также снабжены упругими элементами 10. За счет обтекания ромбовидной формы стержней сороудерживающей виброрешетки 8 можно увеличить ее пропускную способность (при волновом движении) до 10% на каналах как со сверхбурным, так и с бурным течением.The trash-containing vibrating grating 8 can have rhomboid-shaped longitudinal rods (Fig. 4), and their ends are also equipped with
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
Скоростной поток из подводящего канала 3 через прорези виброрешетки 8 давит на пластины 13 и приоткрывает только на величину (против часовой стрелки), необходимую для пропускания требуемого расхода воды, тем самым увеличивает конструктивный просвет между пластинами 13. Движущиеся по дну канала 13 влекомые наносы и поступающие на поперечный порог 12 приводятся во взвешенное состояние, т.е. взмучивание их в верхние слои потока над донным отверстием 7 и подъем твердых частиц с объемным весом больше единицы, при этом мусор также поднимается вверх. Перемещение наносов во взвешенном состоянии происходит благодаря вертикальной составляющей скорости. Далее перевод части влекомых наносов более крупной фракции, характерный размер которых превышает размер виброрешетки 8, уходит вниз по течению транзитного канала 4, благодаря колебательным движениям стержням виброрешетки 8 на упругих элементах 10, изогнутых концов стержней виброрешетки 8, расположенных на разделительной стенке 9, шарниром 11 соединенного с уступом-порогом 12, т.е. обеспечивается амплитуда колебаний решетки и скорости движения бурного потока в сторону транзитного канала.The high-speed flow from the
Поток воды, поступающий на криволинейные пластины 13, отводится потребителям через отводящую трубу 5 и задается открытием затвора 6. Одновременно поток воды обладает продольной и поперечной нестационарностью скоростей, обтекая пластины 13, также создает режим автоколебаний виброрешетки 8 благодаря и упругим элементам 10 на концах стержней виброрешетки 8, и тем самым предотвращает засорение виброрешетки 8. При этом возникает давление на криволинейную пластину 13 со стороны входа в галерею 1. Одновременно с поступлением требуемого расхода воды в галерею 1, вода приходит во вращательное движение. При закручивании часть кинетической энергии поступательного движения потока воды переходит в кинетическую энергию вращательного движения. По мере поступления расхода и ростом напора в подводящем канале 3 в галерею 1 увеличивается давление внутри ее, поток через зазоры между выступом 14, изогнутой пластины 16 и плоской пластины 15 поступает в нижнюю часть галереи 1. Следовательно, на этой ступени также происходит вращательное движение потока приближающегося к водовыпускному отверстию с трубой 5.The water flow entering the
Поток, попадая в данную ступень водовода, имеет винтовое движение и взаимодействует с пластинами 15 и 16, в результате уменьшается свободное пространство винтового воздушного шнура в концевой части галереи 1, обуславливая дополнительно свойства стабилизации потока воды в отводящую трубу 5. Увеличивается сжатие винтового потока истекающего из зазоров между суженной частью выступа 14, изогнутой пластины 16 и плоской пластины 15 по зависимости
что ведет к уменьшению расхода водовыпуска µ обратно пропорционально √Ho. Степень сопротивления можно повысить сужением внутренней полости галереи 1 при наличии зигзагообразного водовода. Постоянному циркуляционному движению жидкости в лабиринтах галереи создаются изменения гидравлическими сопротивлениями, оказываемого зигзагообрзным водоводом внутри галереи 1.which leads to a decrease in the discharge rate µ inversely proportional to √H o . The degree of resistance can be increased by narrowing the internal cavity of the gallery 1 in the presence of a zigzag conduit. The constant circulating movement of fluid in the labyrinths of the gallery creates changes in hydraulic resistance provided by a zigzag duct inside the gallery 1.
Устройство позволяет забирать стабильный очищенный расход воды в поливной период эксплуатации и не требует ручного регулирования процессов подачи воды с целью очистки от наносов. Шарнирное крепление 11 виброрешетки 8 позволяет поднимать ее для осмотра и ремонта водовыпуска.The device allows you to take a stable purified water flow during the irrigation period of operation and does not require manual control of the water supply processes in order to remove sediment. The hinge 11 of the vibrating
Увеличение суммарной площади отверстий виброрешетки 8, поворот и рассредоточение отсекающих упругих систем криволинейных пластин 13 по ходу движения волнового расхода позволяет добиться равномерного распределения отбираемого расхода по ширине галереи 1 и за счет этого увеличивается пропускная способность в начальной части водовыпуска, а также исключения пульсаций и выплесков на поверхности воды.The increase in the total area of the openings of the vibrating grating 8, the rotation and dispersal of the cutting-off elastic systems of
Отсюда ясно, что давления распределены в таком потоке по гидростатическому закону, где при винтовом движении и Н=const, скорость всех частиц здесь равна: и=С (где С - постоянная интегрирования). Согласно теории энергии волны, можно сделать следующие выводы. Полная энергия волны складывается из энергии потенциальной и кинетической. Количество потенциальной энергии волны зависит от высоты подъема частиц жидкости относительно статического их положения. Средняя линия, делящая высоту волны на две равные части, приподнята над статическим уровнем жидкости на величину ho.From this it is clear that the pressures are distributed in such a flow according to the hydrostatic law, where, with helical motion and H = const, the velocity of all particles here is equal to: u = C (where C is the integration constant). According to the theory of wave energy, the following conclusions can be drawn. The total energy of the wave is the sum of the potential and kinetic energy. The amount of potential wave energy depends on the height of the liquid particles relative to their static position. The middle line, dividing the wave height into two equal parts, is raised above the static liquid level by the value of h o .
Согласно теории волн количество потенциональной энергии одной волны в пределах полосы шириной в=1 по направлению распространения на всей глубине может быть определено по формулеAccording to the theory of waves, the amount of potential energy of one wave within a band of width b = 1 in the direction of propagation at the entire depth can be determined by the formula
Кинетическая энергия волнового движения в пределах длины одной волны и полос шириной в=1 на всей глубине количественно равно потенциональной энергииThe kinetic energy of the wave motion within the limits of the length of one wave and bands of width = 1 at the entire depth is quantitatively equal to the potential energy
Волновой поток из подводящего канала не оказывает своего влияния и направления заданного расхода воды в галерею 1, компенсируя тем самым излишки расхода, возникающие в результате неравномерного распределения скоростей и расходов в лобовой и хвостовой части волны, что обеспечивает высокую стабилизацию расхода, подаваемого через водовыпуск в отводящую трубу 5. Конструкция водовыпуска-стабилизатора позволяет переводить бурный волновой поток в спокойное состояние в конце отводящей трубы 5, характеризуется высокой надежностью в работе. Галерея не заваливается наносами и мусором, так как они проходят над водоприемным отверстием как за счет выступа-порога 12, так и за счет наличия виброрешетки 8 и шарнира 11, что позволяет повысить также эффективность очистки решетки. Струенаправляющая система, состоящая из криволинейных пластин 13, в процессе работы усиливает степень вибрации решетки 8 (обеспечивается амплитуда колебаний решетки) с шарниром 11 над галереей 1. Кроме того, пластина 15 в процессе работы водовыпуска усиливает степень вращения винтового потока воды в концевой части галереи 1.The wave flow from the inlet channel does not exert its influence on the direction of the given water flow rate to gallery 1, thereby compensating for the excess flow rates resulting from the uneven distribution of velocities and flows in the frontal and tail parts of the wave, which ensures high stabilization of the flow rate supplied through the water outlet to the
Экономическая эффективность предлагаемого водовыпуска-стабилизатора расхода заключается в объединении в одном технологическом цикле задач оптимального забора стабилизированного расход воды и эффективной очистки воды от наносов и мусора.The economic efficiency of the proposed outlet-stabilizer flow consists in combining in one technological cycle the tasks of optimal intake of a stabilized flow rate and effective treatment of water from sediment and debris.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012103829/13A RU2484203C1 (en) | 2012-02-03 | 2012-02-03 | Water discharge - stabiliser of water flow from channels with rapid flow mode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012103829/13A RU2484203C1 (en) | 2012-02-03 | 2012-02-03 | Water discharge - stabiliser of water flow from channels with rapid flow mode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2484203C1 true RU2484203C1 (en) | 2013-06-10 |
Family
ID=48785668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012103829/13A RU2484203C1 (en) | 2012-02-03 | 2012-02-03 | Water discharge - stabiliser of water flow from channels with rapid flow mode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2484203C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550421C1 (en) * | 2014-02-21 | 2015-05-10 | Михаил Иванович Голубенко | Water outlet from channel with steep slope |
| RU2576982C1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-03-10 | Михаил Иванович Голубенко | Water outlet channel with high slope |
| RU2660243C1 (en) * | 2017-11-07 | 2018-07-05 | Михаил Иванович Голубенко | Two-sided water divided for channels with steep slopes |
| RU2679037C1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-02-05 | Михаил Иванович Голубенко | Water outlet channel with high slope |
| RU2700948C1 (en) * | 2019-03-18 | 2019-09-25 | Михаил Иванович Голубенко | Two-way water separator for channels with a large slope |
| RU2735957C1 (en) * | 2020-05-15 | 2020-11-11 | Михаил Иванович Голубенко | Rotary structure for rapid flow channels |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU872631A2 (en) * | 1980-03-24 | 1981-10-15 | Украинское Отделение Всесоюзного Ордена Ленина Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им. С.Я.Жука | Water flow energy attenuator |
| SU1028769A1 (en) * | 1981-06-30 | 1983-07-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Комплексной Автоматизации Мелиоративных Систем | Water outlet of canal with turbulent flow |
| SU1303655A1 (en) * | 1985-03-26 | 1987-04-15 | Киргизский сельскохозяйственный институт им.К.И.Скрябина | Bottom water outlet of fast-flow canal |
| SU1698364A1 (en) * | 1989-07-24 | 1991-12-15 | Киргизский сельскохозяйственный институт им.К.И.Скрябина | Stabilizer of water-discharge from channels with rapid flow rate |
| RU2054085C1 (en) * | 1991-04-23 | 1996-02-10 | Михаил Иванович Голубенко | Water outlet from a channel with stormy stream |
-
2012
- 2012-02-03 RU RU2012103829/13A patent/RU2484203C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU872631A2 (en) * | 1980-03-24 | 1981-10-15 | Украинское Отделение Всесоюзного Ордена Ленина Проектно-Изыскательского И Научно-Исследовательского Института "Гидропроект" Им. С.Я.Жука | Water flow energy attenuator |
| SU1028769A1 (en) * | 1981-06-30 | 1983-07-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Комплексной Автоматизации Мелиоративных Систем | Water outlet of canal with turbulent flow |
| SU1303655A1 (en) * | 1985-03-26 | 1987-04-15 | Киргизский сельскохозяйственный институт им.К.И.Скрябина | Bottom water outlet of fast-flow canal |
| SU1698364A1 (en) * | 1989-07-24 | 1991-12-15 | Киргизский сельскохозяйственный институт им.К.И.Скрябина | Stabilizer of water-discharge from channels with rapid flow rate |
| RU2054085C1 (en) * | 1991-04-23 | 1996-02-10 | Михаил Иванович Голубенко | Water outlet from a channel with stormy stream |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550421C1 (en) * | 2014-02-21 | 2015-05-10 | Михаил Иванович Голубенко | Water outlet from channel with steep slope |
| RU2576982C1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-03-10 | Михаил Иванович Голубенко | Water outlet channel with high slope |
| RU2660243C1 (en) * | 2017-11-07 | 2018-07-05 | Михаил Иванович Голубенко | Two-sided water divided for channels with steep slopes |
| RU2679037C1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-02-05 | Михаил Иванович Голубенко | Water outlet channel with high slope |
| RU2700948C1 (en) * | 2019-03-18 | 2019-09-25 | Михаил Иванович Голубенко | Two-way water separator for channels with a large slope |
| RU2735957C1 (en) * | 2020-05-15 | 2020-11-11 | Михаил Иванович Голубенко | Rotary structure for rapid flow channels |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2484203C1 (en) | Water discharge - stabiliser of water flow from channels with rapid flow mode | |
| US6524028B2 (en) | Fish safe screened water diversion apparatus | |
| KR100248639B1 (en) | Linear solids removal device | |
| US2673451A (en) | Apparatus for separating suspended material from a fluid stream | |
| Ismael et al. | Effect of bridge pier position on scour reduction according to flow direction | |
| KR101218623B1 (en) | Verticality guide plate form dissolved airfloatation system using water flow of water treating apparatus | |
| US20110146802A1 (en) | Water intake structure | |
| RU2609237C1 (en) | Flow energy damper for discharge sewerage | |
| US5674386A (en) | Self-cleaning bar screen for storm water and the like large water volumes | |
| CA3207886A1 (en) | Fish guidance structure | |
| RU2592414C1 (en) | Water intake | |
| RU2550421C1 (en) | Water outlet from channel with steep slope | |
| RU2601345C1 (en) | Method for gravity extraction of fine and thin gold and system for gold extraction | |
| RU2708529C1 (en) | Water intake unit of irrigation system | |
| Tiwari et al. | Experimental study of effect of end sill on stilling basin performance | |
| RU2542514C1 (en) | Water divider for channels with stormy flow condition | |
| KR102082142B1 (en) | Eco-friendly dam for river | |
| RU2576982C1 (en) | Water outlet channel with high slope | |
| US2733816A (en) | griffith | |
| NL8001070A (en) | NON-VIBRATING, LOWERABLE DAM. | |
| RU2329851C2 (en) | Process water treatment installation for removal of suspended particles | |
| RU2310036C1 (en) | Fish-protective device | |
| Hazar et al. | Design of coanda intakes for optimum sediment release efficiencies | |
| RU2345815C2 (en) | Device to purify service water of suspended particles | |
| JP4663481B2 (en) | Grating lid and drainage structure of road |