一種水力性能優(yōu)異的簸箕形進(jìn)水流道的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于水利工程栗站技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水力性能優(yōu)異的簸箕形進(jìn) 水流道，主要用于指導(dǎo)工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)和應(yīng)用簸箕形進(jìn)水流道，對(duì)于確保中小型栗站的 安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行具有重要意義。
【背景技術(shù)】
[0002] 水力性能優(yōu)異的進(jìn)水流道是保證低揚(yáng)程栗站水栗安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行的必要條 件。由于低揚(yáng)程立式栗站進(jìn)水流道的三維形體復(fù)雜，中小型栗站常受施工隊(duì)伍技術(shù)水平的 限制，使得進(jìn)水流道現(xiàn)場(chǎng)澆筑的施工質(zhì)量很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致大多數(shù)中小型立式栗站 長(zhǎng)期以來不得不采用形體簡(jiǎn)單而進(jìn)水流態(tài)較差的開敞式進(jìn)水池。進(jìn)水流道施工方面的困難 嚴(yán)重影響到中小型栗站水栗機(jī)組的穩(wěn)定和高效運(yùn)行，制約了面廣量大的中小型低揚(yáng)程栗站 建設(shè)水平的提高。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種水力性能優(yōu)異的簸箕形進(jìn)水流道。簸箕形進(jìn)水流道 與立式軸流栗、導(dǎo)葉式混流栗和潛水栗配套使用，其作用是引導(dǎo)栗站前池的水流有序轉(zhuǎn)向 和均勻收縮，為立式安裝的水栗葉輪室進(jìn)口提供符合水力設(shè)計(jì)要求的進(jìn)水流態(tài)。本實(shí)用新 型的特征是：所述簸箕形進(jìn)水流道設(shè)有直線進(jìn)口段、簸箕形轉(zhuǎn)向段和喇叭管整流段3個(gè)段； 在直線進(jìn)口段的中部設(shè)置整流隔板、在簸箕形轉(zhuǎn)向段的中部設(shè)置防渦隔板；所述簸箕形進(jìn) 水流道各段的幾何參數(shù)采用以水栗葉輪直徑D為基準(zhǔn)值的相對(duì)值表示，并提供各幾何參數(shù) 的取值范圍。簸箕形進(jìn)水流道不僅水力性能優(yōu)異，而且可方便地實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)和工地現(xiàn) 場(chǎng)裝配，在保證進(jìn)水流道水力性能滿足要求的前提下，大大降低了對(duì)中小型栗站現(xiàn)場(chǎng)施工 技術(shù)水平的要求。
[0004] 本實(shí)用新型的第一個(gè)目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種水力性能優(yōu)異的簸箕 形進(jìn)水流道，其沿水流方向設(shè)有直線進(jìn)口段、簸箕形轉(zhuǎn)向段和喇叭管整流段3個(gè)段，各段具 有不同的幾何特征和作用；所述簸箕形進(jìn)水流道的各幾何參數(shù)用相對(duì)值表示（以水栗葉輪 直徑D為基準(zhǔn)值，D的單位為m，下同），簸箕形進(jìn)水流道進(jìn)口至水栗栗軸中心線的水平距離 L為3. 0D、流道進(jìn)口寬度隊(duì)為2. 57D、水栗葉輪中心線至流道底板的距離HwSI. 61D;
[0005] 所述直線進(jìn)口段位于所述簸箕形進(jìn)水流道的前端，直線進(jìn)口段中部設(shè)置整流隔 板，直線進(jìn)口段的作用是引導(dǎo)水流從栗站前池進(jìn)入流道；直線進(jìn)口段的特征是流道上邊線 為圓弧，下邊線和平面邊線為直線，斷面形狀為矩形；直線進(jìn)口段的長(zhǎng)度L]k為1.99D、進(jìn)口 斷面的寬度B1和高度Hi分別為2. 57D和I. 45D、上邊線圓弧半徑R= 3. 2D;直線進(jìn)口段 中部所設(shè)的整流隔板形狀與直線進(jìn)口段縱向?qū)ΨQ平面的形狀一致，整流隔板的厚度Bgb為 (0. 05D+0. 075)m，整流隔板前部形狀為半圓形，半圓形半徑Rgt為0. 5Bgb;
[0006] 所述簸箕形轉(zhuǎn)向段位于直線進(jìn)口段之后，簸箕形轉(zhuǎn)向段中部設(shè)置防渦隔板，簸箕 形轉(zhuǎn)向段的作用是引導(dǎo)水流有序地作90°轉(zhuǎn)向，所述防渦隔板的作用是消除可能發(fā)生的附 底渦；簸箕形轉(zhuǎn)向段的特征是立面方向的上邊線為直線、下邊線為簸箕形線，平面方向的邊 線為直線與半圓形的連接線；簸箕形轉(zhuǎn)向段的長(zhǎng)度Lbj為I. 98D、進(jìn)口斷面的寬度B2和高度 H2分別為2. 57D和0. 77D，所述平面方向邊線的直線長(zhǎng)度Lbz為0. 69D、半圓形的半徑Rbj為 I. 28D、圓心位于距簸箕形轉(zhuǎn)向段進(jìn)口斷面0. 69D的縱向中心線上；提供所述簸箕形線的數(shù) 據(jù)見表1，該表中的數(shù)據(jù)包括各點(diǎn)編號(hào)及坐標(biāo)的相對(duì)值；簸箕形轉(zhuǎn)向段中部所設(shè)防渦隔板 的形狀與簸箕形轉(zhuǎn)向段縱向?qū)ΨQ平面的形狀一致，防渦隔板厚度Bgb為（0. 0f5D+0. 075)m;所 述防渦隔板的上部形狀為半圓形，半圓形半徑Rgt為〇. 5Bgb;
[0007] 表1簸箕形轉(zhuǎn)向段簸箕形線各點(diǎn)編號(hào)及坐標(biāo)的相對(duì)值
[0008]
[0009] 所述喇叭管整流段位于簸箕形轉(zhuǎn)向段的上方，喇叭管整流段的作用是對(duì)流出簸箕 形轉(zhuǎn)向段的水流作最后的調(diào)整，以保證水流均勻地進(jìn)入葉輪室；喇叭管整流段的高度Hlb為 0. 68D、進(jìn)口斷面直徑Dbl和出口斷面直徑Db2分別為I. 41D和0. 95D，喇叭管母線的線型為 1/4橢圓，橢圓的長(zhǎng)軸半徑Rte和短軸半徑Rtd分別為0. 68D和0. 23D。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：
[0011] 第一，本實(shí)用新型提供的簸箕形進(jìn)水流道沿水流方向設(shè)有直線進(jìn)口段、簸箕形轉(zhuǎn) 向段和喇叭管整流段3個(gè)段，在直線進(jìn)口段中部設(shè)置整流隔板，在簸箕形轉(zhuǎn)向段中部設(shè)置 防渦隔板；所述直線進(jìn)口段用于引導(dǎo)栗站前池來流；所述簸箕形轉(zhuǎn)向段用于使水流作90° 轉(zhuǎn)向；所述防渦隔板用于消除在水流轉(zhuǎn)向過程中可能發(fā)生的附底渦；所述喇叭管整流段用 于進(jìn)一步調(diào)整從簸箕形轉(zhuǎn)向段流入的水流，使其均勻、順直地流向水栗葉輪室進(jìn)口；應(yīng)用本 實(shí)用新型得到的簸箕形進(jìn)水流道水力性能優(yōu)異，其主要水力性能指標(biāo)為：流速分布均勻度 Vu> 96. 5%，水流入栗平均角度設(shè)計(jì)流量時(shí)的水頭損失Ah< 0. 15m;
[0012] 第二，本實(shí)用新型提供的簸箕形進(jìn)水流道適應(yīng)性強(qiáng)，流道所有尺寸均用相對(duì)值 (以水栗葉輪直徑D為基準(zhǔn)值）表示，對(duì)于一般中小型立式栗站，將這些相對(duì)值乘以擬應(yīng)用 本實(shí)用新型的栗站的水栗葉輪直徑D即可得到所需的流道尺寸，無需進(jìn)行復(fù)雜的基于CFD 的優(yōu)化水力設(shè)計(jì)研究，便于工程技術(shù)人員采用；
[0013] 第三，本實(shí)用新型提供的簸箕形進(jìn)水流道的直線進(jìn)口段、簸箕形轉(zhuǎn)向段、喇叭管整 流段和直線進(jìn)口段的整流隔板、簸箕形轉(zhuǎn)向段的防渦隔板均為獨(dú)立的鋼筋混凝土預(yù)制部 件，各部件在工廠制作，運(yùn)送至栗站工地后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝配，應(yīng)用方法簡(jiǎn)便，在保證中小型栗 站進(jìn)水流道施工質(zhì)量的前提下，大大降低了對(duì)施工技術(shù)的要求。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實(shí)用新型的簸箕形進(jìn)水流道縱向單線圖；
[0015] 圖2是本實(shí)用新型的簸箕形進(jìn)水流道平面單線圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型的簸箕形線各點(diǎn)的位置圖；
[0017]圖中：1直線進(jìn)口段，2簸箕形轉(zhuǎn)向段，3喇叭管整流段，4整流隔板，5防渦隔板，6 上邊線，7下邊線，8平面邊線，9喇叭管母線。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019] 實(shí)施例
[0020] 某中型立式低揚(yáng)程栗站，該站采用簸箕形進(jìn)水流道，水栗葉輪直徑D=I. 2m。
[0021] 1.本實(shí)用新型提供的水力性能優(yōu)異的簸箕形進(jìn)水流道，如圖1和圖2所示；
[0022]