[实用新型]一种高效消能流道

说明书

本实用新型公开了一种高效消能流道，包括设置有流道面的流道体，流道体相对高程高的一端作为流道入口，流道体相对高程低的一端作为流道出口，以流道入口为起点，以流道出口为终点，流道面在流道体纵向截面上的投影依次分为缓坡段、陡槽段和圆弧段，陡槽段由至少2级结构相同的台阶自上而下相接构成。采用本实用新型的技术方案，泄洪水流进入流道面以后，经过较长缓坡段降低沿程流速，再通过陡槽段使水流集中加速，陡槽上的各种台阶对水流产生阻力并充分充气，使下泄水流在台阶之间形成水平轴旋滚，加剧紊动，增加水流掺气，消耗了水流中的能量，提升了系统的安全稳定性能，达到在流速骤增的过程中同步消耗部分能量，降低流道流速的目的。

技术领域

本实用新型具体涉及水利水电工程中流道泄洪消能技术领域，尤其涉及一种高效消能流道。

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。阶梯流道是将光滑溢流面设计为台阶状，一方面可增加过水壁面的粗糙程度，另一方面因形成的跌坎可对水流进行大量的掺气，以使水流下泄过程中沿程能力损失增大，减小下游消能压力，同时还对流道壁面进行掺气减蚀保护，减免空蚀破坏，保证泄水建筑物的安全运行。目前阶梯流道已被广泛应用于水利水电工程中，现有的消能流道的设计思路一般为，水流流经缓流段，经过陡槽段段加速后，通过消能工消能，这种传统的消能方式，水流加速过程较长，可能引起空蚀破话的部分较长，对工程安全不利，同时泄槽底板为光面，无消能措施，下泄水流能量较大，仅靠消能工消能，对消能工相关设施的设计施工要求高，结构材料力学性能要求高，工程投资大。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高效消能流道。

本实用新型是通过如下技术方案予以实现的。

本实用新型提供了一种高效消能流道，包括设置有流道面的流道体，所述流道体相对高程高的一端作为流道入口，所述流道体相对高程低的一端作为流道出口，以所述流道入口为起点，以所述流道出口为终点，所述流道面在所述流道体纵向截面上的投影依次分为缓坡段、陡槽段和圆弧段，所述陡槽段由至少2级结构相同的台阶自上而下相接构成。

所述流道面在所述流道体横向截面上的投影是非封闭曲线或折线、封闭的曲线或折线中的一种。

所述流道面在所述流道体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。

所述流道面在所述流道体纵向截面上的投影还包括过渡段，过渡段连接于所述缓坡段与陡槽段之间。

所述台阶是连续设置或间断设置的。

所述台阶中部还设置有凸台A，凸台A在所述流道体俯视投影中是梯形、三角形或舌形。

所述台阶两侧还设置有凸台B，凸台B与所述台阶围绕形成凹槽，凹槽在所述流道体俯视投影中是梯形、三角形或舌形。

所述台阶在所述流道体纵向截面上的投影是由竖线段与横线段彼此交错地首尾相连构成，任意相邻两条竖线段与横线段之间的夹角为0°至180°。

所述任意相邻两条竖线段与横线段连接处还设置有倒圆角。

本实用新型的有益效果在于：采用本实用新型的技术方案，通过在流道体重设置多级台阶，并且这些台阶具有不同的外形轮廓以及布置方式，使流入流道体内部的水流加剧了紊动，增加了水流掺气，减缓水流流速，改善陡槽段内水流的水力条件，使水流中的大部分能量被消耗掉，减少了对陡槽段下游的设施的冲击，提高了系统运行的安全性和稳定性，此外，本实用新型具有结构简单，施工建设方便，工程造价低等优点，由于缓坡段斜率较小，适当延长缓坡段的长度，使水流加速区域集中在陡槽段以内，便于对水流中的能量进行集中处理和消耗，降低了产生空蚀破坏的概率。

附图说明