Сопряжение шахтных водосбросов с нижним бьефом в условиях высоких напоров

В настоящее время в практике гидротехнического строительства напоры гидроузлов возрастают и достигли Н = 250-300 м. При таких напорах скорость потока, выпускаемого в нижний бьеф достигает 50-60м/с. И как следствие осложняются технические проблемы сопряжения с нижним бьефом, решение которых требует новых подходов. К числу основных проблем относятся: защита русла реки и береговых склонов от обрушения и защита обтекаемой бетонной поверхности от кавитации. Для оценки условий обтекания принимается гипотеза о том, что если в осевом напорном течении в отводящем водоводе на каждую частицу жидкости будет дополнительно действовать центробежная массовая сила, обусловленная вращением потока относительно оси водовода, то это приведет к существенным структурным изменениям течения. В результате поток приобретет следующие свойства: положительный радиальный градиент давления в поперечном сечении, повышенное гидравлическое сопротивление в отводящем водоводе; и уменьшение абсолютной скорости вдоль оси водовода вследствие затухания закрутки. При компоновке вихревого водосброса, в составе гидроузла с выпуском струи под уровень, могут встретиться следующие основные схемы, классифицируемые по условиям выпуска струи: Схема I Струя выпускается в отводящий канал, соединяющий вихревой водосброс с руслом реки. Струя в этой схеме может рассматриваться как затопленная в неподвижном пространстве (рис. 5). Схема II Струя выпускается непосредственно в реку со скоростью потока в реке, направление которого совпадает с направлением струи. Струя в этой схеме может рассматриваться как струя в спутном потоке. Схема III Струя выпускается непосредственно в реку, а направление течения перпендикулярно направлению выпускаемой струи. Струя в этой схеме может рассматриваться как струя в сносящем потоке. Схема IV Струя выпускается непосредственно в реку, направление скорости составляет с направлением оси струи некоторый угол 0 <θ < 90°. Струя в этой схеме может рассматриваться, также как и в предыдущем случае, как струя в сносящем потоке.

Conjugation of mine spillway lower pool under conditions of high pressures

Currently, the practice of hydraulic engineering, pressure of HPP grow and reached H = 250-300 m. Under such pressure flow velocity discharged into the downstream reaches 50-60 m/s. And as a result are complicated technical problems with interfacing with lower pool, the solution of which requires new approaches. The main problems are: the protection of river and coastal slopes from collapsing and protection streamlined concrete surface against cavitation. To estimate the flow conditions accept the hypothesis that if the pressure in the axial flow in the tailrace on each particle of the liquid will further act centrifugal mass force due to rotation the flow respect to the axis conduit, it will lead to a significant structural change of the flow. As a result, flow has the following properties: a positive pressure gradient in the radial cross-section, increased hydraulic resistance in the tailrace; and a decrease the absolute velocity along the axis of the conduit due to attenuation twist. At configuration of a vortex spillway, as a part of the water-engineering system with release of a stream under level, the following main schemes classified under the terms of release of a stream can meet: The scheme I Stream is issued to the exhaust channel connecting the vortex spillway to the river bed. The stream in this scheme can be considered as flooded in motionless space (fig. 5). The scheme II Stream is issued directly to the river with a stream speed in the river which direction coincides with the direction of a stream. The stream in this scheme can be considered as a stream in a cocurrent flow. The scheme III Stream is issued directly to the river, and the direction of a current perpendicular to the direction of the let-out stream. The stream in this scheme can be considered as a stream in the taking-down stream. Scheme IV jet is produced directly into the river, the velocity direction is the direction of the jet axis an angle 0 <θ <90 °. Jet in this scheme can be regarded as in the previous case, as in the entraining jet stream.