利索能及
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专利号: 2022105975746
申请人: 浙江国际海运职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高坝下泄水流装置,包括坝体(10),所述坝体(10)的侧方设有溢流闸孔(11),所述溢流闸孔(11)与泄洪段相对设置,所述泄洪段整体呈坡状,所述泄洪段包括以及依次相连的一级消能区域(12)、二级消能区域(13)和三级消能区域(14);

其特征在于,

所述一级消能区域(12)包括与所述坝体(10)堰面衔接的陡槽坡体(22);

所述二级消能区域(13)包括倾斜设置的孔板泄洪洞(23),所述孔板泄洪洞(23)内部沿长度方向设置多个ASME孔板(24),所述ASME孔板(24)的内径上部分的设置顶部削角,所述顶部削角设于所述ASME孔板(24)上的出水端面;

所述三级消能区域(14)包括多个逐级降低的弧形挑坎(25),所述弧形挑坎(25)的弧面方向设置有不同倾斜角度的导流件(27);

所述导流件(27)包括导流基体(30),所述导流基体(30)上包括相对设置的第一侧面(31)和第二侧面(32),所述第一侧面(31)与水流冲击方向相对设置,所述第二侧面(32)朝向所述弧形挑坎(25)的弧面设置;所述弧形挑坎(25)上设有导流通道(26),所述导流通道(26)与所述导流基体(30)相对设置;

所述第一侧面(31)上间隔布设有多个消能凸条(41),所述消能凸条(41)的长度方向与水流的冲击方向垂直;所述第二侧面(32)上间隔设有若干过流孔(42);所述过流孔(42)与所述导流通道(26)相对设置。

2. 根据权利要求1所述的高坝下泄水流装置,其特征在于,所述ASME孔板(24)上的顶部削角角度为25° 45°;所述ASME孔板(24)的孔径比≤0.5;所述ASME孔板(24)的厚径比≤~

0.6;相邻两个所述ASME孔板(24)之间的间距为所述孔板泄洪洞(23)直径的3 6倍。

~

3.根据权利要求2所述的高坝下泄水流装置,其特征在于,所述ASME孔板(24)上的顶部削角角度为30°。

4.根据权利要求1所述的高坝下泄水流装置,其特征在于,所述第二侧面(32)上设有用于与所述弧形挑坎(25)的表面连接的第一凸棱(43)和第二凸棱(44),所述第一凸棱(43)与所述第二凸棱(44)均与所述消能凸条(41)平行设置,所述过流孔(42)设于所述第一凸棱(43)与所述第二凸棱(44)上;

所述第二侧面(32)上设有向外突出的压板(45),所述压板(45)位于所述第二凸棱(44)远离所述第一凸棱(43)的一侧,所述压板(45)与所述导流通道(26)顶部的挑坎表面配合;

所述第一凸棱(43)与所述第二凸棱(44)之间、所述第二凸棱(44)与所述压板(45)之间均设有过渡凹槽(46);所述压板(45)上远离所述第二凸棱(44)的一端与所述导流基体(30)之间设有回流凹槽(47)。

5.一种高坝水流下泄方法,其特征在于,采用如权利要求1 4中任意一项所述的高坝下~

泄水流装置,使坝体(10)内部的水体经由所述溢流闸孔(11)流出进入一级消能区域(12),水体沿倾斜设置的所述陡槽坡体(22)向下流动之后进入二级消能区域(13),水流经由所述孔板泄洪洞(23)内的多个所述ASME孔板(24)进行消能后进入三级消能区域(14),水流在多个所述弧形挑坎(25)的作用下形成连续挑射,并在多次汇流的过程中实现碰撞消能。

6.根据权利要求5所述的高坝水流下泄方法,其特征在于,所述ASME孔板(24)的确定包括以下步骤:S1. 分析影响所述ASME孔板(24)的能量损失系数ξ、最小壁面压强系数Cmin、水流恢复长度L、划分孔板与洞塞流态的临界厚度Tc的流体特性参数、孔板泄洪洞(23)体型参数;所述流体特性参数包括水流密度ρ、水流动力粘度μ、重力加速度g;所述孔板泄洪洞(23)体型参数包括泄洪洞直径D、孔板直径d、孔板厚度T,平头厚度t;

S2. 根据S1的分析结果,建立能量损失系数ξ、最小壁面压强系数Cmin、水流恢复长度L、划分孔板与洞塞流态的临界厚度Tc的概化数学模型;

S3. 根据S2建立的概化数学模型,安排模拟试验组次,进行数值模拟试验并取得试验数据;

S4. 回归分析试验数据,曲线拟合得出能量损失系数ξ、最小壁面压强系数Cmin、相对水流恢复长度L/D、相对临界厚度Tc/D的经验表达式。