一种与虹吸式出水流道配合应用的挡水-过流坝及设计方法技术

本发明专利技术公开了一种与虹吸式出水流道配合应用的挡水‑过流坝及设计方法，属于水利工程泵站技术领域。应用本发明专利技术可使出水渠道最大水位变幅超过5m和水泵机组开机前出水渠道内无水或水位较低的大流量泵站也能应用断流简单可靠、运行维护方便、水力性能优异的虹吸式出水流道。本发明专利技术的特征是：与采用虹吸式出水流道大型泵站配合应用的挡水‑过流坝由挡水面和过流面构成，具有挡水和过流两种功能；提供挡水‑过流坝坝顶高程计算公式和经过优化设计的纵剖面型线相对坐标；根据挡水‑过流坝顶高程与虹吸式出水流道出口断面底高程之差和挡水‑过流坝顶高程与出水渠道底高程之差，按所提供的相对坐标计算挡水‑过流坝纵剖面型线绝对坐标并绘制纵剖面型线。

【技术实现步骤摘要】
一种与虹吸式出水流道配合应用的挡水-过流坝及设计方法
本专利技术属于水利工程泵站
，具体涉及一种与虹吸式出水流道配合应用的挡水-过流坝及设计方法，可使不具备出水渠道水位条件的大流量泵站也能采用虹吸式出水流道。
技术介绍
大流量泵站的出水流道有虹吸式、直管式、低驼峰式、斜式等多种型式，其中，虹吸式出水流道因具有断流方式简单可靠、运行维护方便和水力性能优异等突出优点，在大流量泵站中得到了十分广泛的应用。并不是所有大流量泵站都能应用虹吸式出水流道，因为虹吸式出水流道对出水渠道的水位有一定的要求。虹吸式出水流道对出水渠道水位的要求如下：(1)虹吸式出水流道驼峰断面顶部最大真空度不应超过7.5m；(2)虹吸式出水流道出口断面上缘的最小淹没深度不应少于0.3m。在以下两种情况下，不能采用虹吸式出水流道：1.有些大流量泵站出水渠道水位的变幅较大，其最大水位变幅超过5m，很可能导致虹吸式出水流道驼峰断面顶部的最大真空度超过7.5m而使流道内产生汽蚀；这样的泵站就不满足所述第(1)个要求，因而不能采用虹吸式出水流道；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种与虹吸式出水流道配合应用的挡水-过流坝，其特征是，对于采用虹吸式出水流道但出水渠道最大水位变幅超过5m的大流量泵站以及对于采用虹吸式出水流道但水泵机组开机前出水渠道内无水或水位低于虹吸式出水流道出口断面顶高程的大流量泵站，在虹吸式出水流道出口处设置挡水-过流坝，挡水-过流坝由挡水面和过流面组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种与虹吸式出水流道配合应用的挡水-过流坝，其特征是，对于采用虹吸式出水流道但出水渠道最大水位变幅超过5m的大流量泵站以及对于采用虹吸式出水流道但水泵机组开机前出水渠道内无水或水位低于虹吸式出水流道出口断面顶高程的大流量泵站，在虹吸式出水流道出口处设置挡水-过流坝，挡水-过流坝由挡水面和过流面组成。


2.根据权利要求1所述的一种与虹吸式出水流道配合应用的挡水-过流坝，其特征是，对于采用虹吸式出水流道但出水渠道最大水位变幅超过5m的大流量泵站，为使虹吸式出水流道驼峰断面顶部最大真空度满足不大于7.5m的要求，在虹吸式出水流道出口处设置挡水-过流坝，挡水-过流坝由挡水面和过流面组成，其坝顶高程按下式计算：



式中，――挡水-过流坝顶部高程，m；

――泵站出水渠道最高水位，m；
H驼峰断面――虹吸式出水流道驼峰断面的高度，m；

――最低水位时出水渠道断面的平均流速，m/s；

――虹吸式出水流道驼峰断面的平均流速，m/s；
△h流道下降段――虹吸式出水流道下降段的水头损失，m；
为最大限度减少所述挡水-过流坝的水头损失，提供一种经过优化水力设计的挡水-过流坝纵剖面型线；以虹吸式出水流道纵向中心剖面与虹吸式出水流道出口断面底边的交点O1为坐标原点，挡水-过流坝挡水面纵剖面型线的相对坐标列于表1，表1中的坐标是以△H1为基准值的相对坐标，△H1为所述挡水-过流坝坝顶与原点O1之间的高差，单位为m；以通过挡水-过流坝顶点的垂线与出水渠道底边延长线的交点O2为坐标原点，挡水-过流坝过流面纵剖面型线的相对坐标列于表2，表2中的坐标是以△H2为基准值的相对坐标，△H2为所述挡水-过流坝坝顶与原点O2之间的高差，单位为m；
表1挡水-过流坝挡水面纵剖面型线的相对坐标表



表2挡水-过流坝过流面纵剖面型线的相对坐标表





3.根据权利要求2所述的一种与虹吸式出水流道配合应用的挡水-过流坝的设计方法，其特征是，对于采用虹吸式出水流道但出水渠道最大水位变幅超过5m的大流量泵站，采用所提供的挡水-过流坝与虹吸式出水流道配合应用，并按如下步骤设计所述挡水-过流坝：
①对虹吸式出水流道进行CFD流场数值模拟，根据流场计算结果计算虹吸式出水流道下降段水头损失...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆林广，刘军，徐磊，陆伟刚，施伟，王亦斌，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32