безволновая конструкция канала

Формула изобретения

Безволновая конструкция канала, включающая днище и облицованные боковые стенки с расположенными на них ярусами параллельно дну в зоне свободной поверхности потока продольными нишами, отличающаяся тем, что продольные ниши выполнены в виде круговых сегментов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидросооружениям и может быть использовано в открытых безнапорных каналах для транспортировки и распределения жидкости.

Известен канал, в котором спонтанное волнообразование в виде катящихся волн невозможно. Канал включает облицованные стенки с продольными выступами в форме криволинейных треугольников, расположенных ярусами в зоне возможного положения свободной поверхности потока размеры выступав уменьшатся по глубине потока (а.с. СССР №918387).

Недостатком этой конструкции является повышенная подверженность истиранию выступающих в поток выступов за счет воздействия на них твердых частиц взвешенных наносов, всегда содержащихся в природных и технических (сточных) водах. В результате этого сокращается срок службы конструкции.

Этот недостаток преодолен в конструкции, принятой в качестве ближайшего аналога. Это канал, включающий облицованные стенки, с расположенными в нишах ярусами противоволновыми криволинейными элементами. Профиль элементов выполняется так, чтобы гидравлический радиус потока при изменении уровня свободной поверхности в пределах одного яруса оставался постоянным (а.с. СССР №1021693).

Недостаток этой конструкции при ее высокой функциональной эффективности в отношении гашения катящихся волн состоит в сложности изготовления, обусловленной индивидуальностью очертания профиля и размеров элементов, определяемых конкретными условиями движения открытого потока.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение противоволновой конструкции канала, а также обеспечение безволновой формы движения открытого потока при разных наполнениях канала и при различном качестве облицовки боковых стенок, увеличение срока службы конструкции.

Поставленная задача решается тем, что противоволновые криволинейные элементы выполнены в виде круговых сегментных ниш, утопленных в облицованные стенки канала и расположенных ярусами параллельно дну в зоне свободной поверхности потока. Круговые сегменты могут быть выполнены путем продольной распиловки стандартных металлических труб или труб из других материалов, допускающих подобную технологию.

Использование круговых сегментов в качестве противоволновых элементов упрощает противоволновую конструкцию канала, обеспечивает безволновую форму движения открытого потока при разных наполнениях канала, различном качестве облицовки боковых стенок, повышает сроки службы конструкции.

На фиг.1, представлен продольный разрез канала, на фиг.2 - поперечный профиль. Безволновая конструкция канала содержит днище 1, облицованные стенки 2 с продольными нишами 3 в форме круговых сегментов.

Конструкция работает следующим образом.

Возникновения в открытом потоке возмущения, которые могут быть вызваны турбулентными пульсациями скорости и давления, нерегулярностями на боковых стенках или ветровым воздействием, выражающиеся в локальном изменении глубины потока, продвигающемся вдоль канала, приводит к взаимодействию потока на некотором продольном участке канала с продольной нишей 3 в форме кругового сегмента, утопленной в облицованную стенку канала 2 параллельно днищу 1. Криволинейный профиль продольной ниши 3 существенно увеличивает площадь трения в зоне свободной поверхности, в результате чего энергия возмущения быстро рассеивается, возмущение затухает, поток остается безволновым.

Использование предлагаемой конструкции позволяет упростить противоволновую конструкцию канала, обеспечить безволновую форму движения открытого потока при разных наполнениях канала и при различном качестве облицовки боковых стенок, увеличить срок службы конструкции.