專利名稱：一種設置有摻氣坎的旋流豎井的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水利工程中旋流豎井摻氣減蝕的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種設置有摻氣 坎的旋流豎井。
背景技術(shù)：
到目前為止，對于旋流式豎井泄洪洞的研究已比較深入，不管是從數(shù)值模擬與模 型試驗相結(jié)合的角度分析旋流式豎井泄洪洞的水力特性并對旋流式豎井泄洪洞體型進 行不斷的優(yōu)化，還是對旋流式豎井泄洪洞的基本流態(tài)、泄流能力、環(huán)流空腔直徑、壁 面壓力分布特性、通風孔的通氣量以及消能率等等都有了較為深刻的認識，且旋流式 豎井泄洪洞也以其布置形式靈活、受特定地形、地質(zhì)條件的限制小等特點，在現(xiàn)代水 利工程中越來越受廣大水利工作者的青睞。但是當高水頭、大流量(大約1200m"s左 右)并利用豎井旋流式消能時，發(fā)現(xiàn)泄洪洞豎井的中下部區(qū)域流速很大(大約40m/s左 右)，水流空化數(shù)較小(大約0.15左右)，因此，豎井壁面容易發(fā)生空化空蝕，遭受空 蝕的破壞，影響豎井旋流泄洪的安全運行。

發(fā)明內(nèi)容
, 本發(fā)明的目的是針對旋流豎井在高流速的工況下存在的問題，提供一種設置有全 新結(jié)構(gòu)的摻氣坎的旋流豎井。
為達到本發(fā)明目的而提供的一種設置有摻氣坎的旋流豎井，其特征在于該旋流豎 井是在豎井段中下部壁面設置摻氣挑坎，以使摻氣挑坎下游近壁水層成為摻氣水流。
本發(fā)明提供的旋流豎井中設置的摻氣挑坎是由與泄洪洞上平段相接后的豎并中部 逐漸收縮至中下部壁面突擴形成，且突擴形成的環(huán)形摻氣挑坎上均布至少二個摻氣孔， 每個摻氣孔中都插接有與大氣相通的通氣管。通氣管可選擇埋設在旋流豎井外側(cè)。
由于本發(fā)明在豎井段中下部增加了摻氣挑坎，水流經(jīng)過摻氣挑坎的突變處時即脫 離邊壁形成射流，射流水股下面即出現(xiàn)空腔，同時隨著射流水股下行即將通過旋流豎 井外側(cè)預埋的通氣管中的空氣導入空腔，使射流水股下緣在行進過程中，擴散摻氣形 成摻氣層；當它繼續(xù)擴散至豎井側(cè)壁時，又巻入部分空氣，致使下游近壁水層成為摻 氣水流，在沿程一段距離內(nèi)可保持其摻氣濃度不小于防蝕有效的最低濃度值，這樣就使其豎井中下部過流面不致遭受空蝕的破壞，保證豎井旋流泄洪的安全運行。


圖1為本發(fā)明立面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的A-A向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖給出實施例以對本發(fā)明作出進一步說明，但所給出的實施例不能理 解為對本發(fā)明保護范圍的限制，因而本專業(yè)的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容和設計
思想所作出的非本質(zhì)的改進和調(diào)整也應屬于本發(fā)明的保護范圍。 實施例
如圖1所示，本實施例給出的帶有摻氣坎的旋流豎井是在設置有豎井1旋流消能 的泄洪洞組成的水工設施的基礎上，將該旋流豎井的豎井1段中下部壁面設置一摻氣 挑坎2。該摻氣挑坎2是由與泄洪洞上平段5相接后的旋流豎井1中部逐漸收縮至中下 部壁面突擴形成，且突擴形成的環(huán)形摻氣挑坎上均布至少二個摻氣孔3，本實施例為四 個，見圖2。每個摻氣孔3中都插接有與大氣相通的通氣管4，通氣管4埋設在旋流豎 井1外側(cè)，其上端頭可伸入上平段5以上部位的豎井1中與大氣相通，也可一直保持 在旋流豎井1外側(cè)與大氣相通，本實施例選擇的是后者。
權(quán)利要求
1、一種設置有摻氣坎的旋流豎井，其特征在于該旋流豎井是在豎井(1)段中下部壁面設置摻氣挑坎(2)，以使摻氣挑坎(2)下游近壁水層成為摻氣水流。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設置有摻氣坎的旋流豎井，其特征在于設置的摻氣挑坎 (2)是由與泄洪洞上平段(5)相接后的豎井(1)中部逐漸收縮至中下部壁面突擴形成，且突擴形成的環(huán)形摻氣挑坎(2)上均布至少二個摻氣孔(3)，每個摻氣孔(3) 中都插接有與大氣相通的通氣管(4)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設置有摻氣坎的旋流豎井，其特征在于通氣管(4)埋 設在旋流豎井(1)外側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種設置有摻氣坎的旋流豎井，其特征在于該旋流豎井是在豎井段中下部壁面設置摻氣挑坎，該摻氣挑坎是由與泄洪洞上平段相接后的豎井中部逐漸收縮至中下部壁面突擴形成，且突擴形成的環(huán)形摻氣挑坎上均布至少二個摻氣孔，每個摻氣孔中都插接有與大氣相通的通氣管。通氣管可選擇埋設在旋流豎井外側(cè)。本發(fā)明公開的設置有摻氣坎的旋流豎井可使摻氣挑坎下游近壁水層成為摻氣水流，增大水流空化數(shù)，起到摻氣減蝕的效果，避免豎井中下部過流面遭受空蝕的破壞，保證豎井旋流泄洪的安全運行。
文檔編號E02B8/06GK101294377SQ20081004475
公開日2008年10月29日 申請日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者劉善均, 張建民, 曲景學, 韋 王, 許唯臨, 軍 鄧 申請人:四川大學