[发明专利]一种冲浪系统及其参数的优化计算方法

权利要求书

1.一种冲浪系统，包括喷水装置(1)、弧形的滑道(2)、落水台(3)、过道(12)和阶梯(13)，喷水装置(1)、滑道(2)和落水台(3)依次设置，滑道(2)的两侧均设置有过道(12)，过道(12)的两侧均设置有阶梯(13)，其特征在于，所述喷水装置(1)的结构为：流线型喷嘴水室(4)的底部与水泵(5)的出水口相连，喷嘴水室(4)的顶部连接有喷嘴(6)，所述喷嘴水室(4)与喷嘴(6)的连接弯度为90°，所述喷嘴(6)的内下缘与水平方向的夹角为α，所述α的夹角范围为30°-80°，所述喷嘴(6)与滑道(2)的入水口相适应安装，喷嘴(6)的顶部安装有调节喷嘴大小的阀门(14)；

所述落水台(3)下方设置有蓄水池(9)，所述水泵(5)的入水口通过管道与蓄水池(9)相通。

2.根据权利要求1所述的一种冲浪系统，其特征在于：所述滑道(2)包括水流下泄坎(7)和斜坡(8)，水流下泄坎(7)呈下斜面，其倾斜度为10°-20°，所述斜坡(8)与水流下泄坎(7)弧形过渡，所述斜坡(8)为向上斜面，倾斜角度为10°-20°。

3.根据权利要求1所述的一种冲浪系统，其特征在于：所述滑道(2)包括直流段(10)和倾斜段(11)，直流段(10)为水平面，所述喷嘴(6)与直流段(10)相适应设置，所述倾斜段(11)与直流段(10)弧形过渡，所述倾斜段(11)为向上斜面，倾斜角度为10°-20°。

4.根据权利要求2或3所述的一种冲浪系统，其特征在于：所述水泵(5)竖直设置，或为水平设置。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种冲浪系统，其特征在于：所述过道(12)的两侧边缘均设置有防护围墙(15)。

6.根据权利要求5所述的一种冲浪系统，其特征在于：所述喷嘴水室(4)的截面为矩形，宽度为2～3m。

7.根据权利要求6所述的一种冲浪系统，其特征在于：所述喷嘴(6)的开度为30～70mm。

8.根据权利要求7所述的一种冲浪系统，其特征在于：所述喷嘴(6)可以有多个喷水孔，多个喷水孔并排安放。

9.一种冲浪系统参数的优化计算方法，其特征在于：按照下述步骤进行冲浪系统参数优化计算：

第一步，按照南京水利科学研究所的经验公式计算流量系数μ，

喷嘴为宽顶堰上弧形闸门时，流量系数μ为：

μ=0.60-0.176e1H+(0.15-0.2e1H)cosα]]>当cosα＝0～0.3时，

μ=0.545-0.136e1H+0.334(1-e1H)cosα]]>当cosα＝0.3～0.7时，

上两式适用条件：e1H=0~0.5;]]>

e₁-喷嘴开度，m；

H-闸口水深，m；

α-夹角；

喷嘴为弧形闸孔时，流量系数μ为：

μ=e1H]]>

e₁-喷嘴开度，m；

H-闸口水深，m；

第二步，确定水流通过喷嘴时的流速：

其中，-流速系数；

g-重力加速度，N/kg；

Z-落差，m；

第三步，确定水流通过喷嘴后在收缩斜面的水深：

h＝ε·e₁

其中，e₁-喷嘴开度，m；

ε-垂直收缩系数；

第四步，确定水通过喷嘴喷水孔时的流量：

Q=μ2gH]]>

μ-垂直喷嘴流量系数；

b-喷孔宽度，m；

e-喷孔高度，m；

g-重力加速度，N/kg；

H-闸口水深，m；

第五步，根据第二步和第三步的计算结果确定福禄数於Fr，水从喷嘴流出时能达到急流的效果，并在斜面最高处产生稳定水跃，需Rr＝4.5～9，根据此数值选择水泵的流量；

Fr=vgh]]>

其中，v-水通过喷嘴时的流速，m/s；

g-重力加速度，N/kg；

h-收缩斜面的水深，m。