买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：交通运输部天津水运工程科学研究所

摘要：本发明公开了一种陡坡溢洪道溢流面掺气减蚀设施的设计方法，属于水利工程技术领域，通过分析当地气象参数、溢洪道体型参数和防空蚀工况，快速评估空蚀风险并确定掺气减蚀设施的布置位置和参数。设计流程包括预测射流水舌的撞击点位置、挑坎和跌坎的设计、通气管的参数计算，以及沿溢流面掺气浓度的评估。该方法能够精确设计掺气减蚀设施，显著提高溢洪道防空蚀设计的科学性和效率，有效减少空蚀破坏风险，为水利工程提供可靠的设计依据。

主权项：1.一种陡坡溢洪道溢流面掺气减蚀设施设计方法，其特征在于包括以下步骤：S1.确定当地气象参数、溢洪道体型参数和防空蚀控制工况：所述当地气象参数包括当地年平均气温、平均海拔高度；所述溢洪道体型参数包括溢洪道孔口数量、单孔泄流宽度、泄槽坡角；所述防空蚀控制工况包括设计洪水位、设计洪水流量；S2.根据溢流面空蚀风险确定陡坡溢洪道溢流面需采用防空蚀措施的位置；S3.确定掺气减蚀设施布置位置：根据溢流孔间闸墩布置情况和通气管布置需求确定掺气减蚀设施最远可布置位置，将所述最远可布置位置与上述陡坡溢洪道溢流面需采用防空蚀措施的位置做对比，将两位置中靠近上游的位置选取为掺气减蚀设施的布置位置；S4.预估掺气减蚀设施后射流水舌撞击点位置：掺气减蚀设施的后射流空腔的长度按四倍掺气减蚀设施的位置水深选取，根据以下公式预估气减蚀设施后射流水舌撞击点位置： （1） （2） （3）其中，为射流空腔长度，、分别为掺气减蚀设施位置到射流撞击点的水平距离、竖直距离，为掺气减蚀设施位置的断面水深；S5.设计掺气减蚀设施的挑坎参数：所述挑坎参数包括挑坎挑角和挑坎高度，根据以下公式计算挑坎挑角和挑坎高度： （4） （5） （6）其中，为挑坎挑角，为挑坎高度，为挑坎表面与水平方向的夹角，为掺气减蚀设施位置的断面平均流速、，为溢流面单宽流量、，为重力加速度；S6.设计掺气减蚀设施的通气管的参数：掺气减蚀设施的通气管的参数为通气管断面面积：通气管最大风速取62ms，根据以下公式计算溢流面单宽通气量和通气管断面面积： （7） （8） （9）其中，为溢流面单宽通气量，为通气管断面面积，为射流撞击点处的断面平均流速，、分别为掺气减蚀设施位置到射流水舌中心线撞击点的水平距离、竖直距离，、，为射流出射角修正值、，为掺气减蚀设施位置横向脉动流速、，为溢流面阻力系数，为掺气减蚀设施位置断面水力半径，为空气密度，为通气管能量损失系数、取1.5，为溢流面总通气量，，为当地大气压力；S7.设计掺气减蚀设施的跌坎参数：所述跌坎参数为跌坎高度，，为通气管断面面积等效为圆形时的直径；，为通气管出口高度；跌坎高度取、中的最大值；S8.计算掺气减蚀设施后射流水舌下缘曲线：以挑坎的顶点为坐标原点，数值求解以下两个方程： （10） （11）其中，为时间，为压力因子、取0.504，；沿溢流面绘制射流水舌下缘曲线，确定实际的射流水舌撞击点位置坐标（、）和射流水舌中心线撞击点位置坐标（、），并量测实际射流空腔长度；S9.计算实际通气管风速和实际空腔压力：根据实际射流轨迹，采用公式（7）、（8）重新计算射流撞击点断面平均流速和溢流面单宽通气量，实际通气管风速和实际空腔压力采用以下公式计算： （12） （13）S10.计算沿溢流面断面平均掺气浓度： （14） （15）其中，为断面平均掺气浓度，为射流撞击点位置的掺气浓度，，为自掺气充分的断面平均掺气浓度，为距掺气减蚀设施的斜向距离，为掺气减蚀设施位置断面的流速分布不均匀系数、取1.05；S11.沿溢流面绘制掺气浓度沿程分布曲线，若至溢流面末端，≥3%，则已设计的掺气减蚀设施可有效避免溢流面发生空蚀破坏，设置一道掺气减蚀设施即可满足掺气要求；若＜3%，则需设置另外一道掺气减蚀设施，以=3%的位置作为布置另外一道掺气减蚀设施的位置，重复步骤S4～S10，直至溢流面末端掺气浓度≥3%为止。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 交通运输部天津水运工程科学研究所 一种陡坡溢洪道溢流面掺气减蚀设施设计方法