[发明专利]无压势能调水方法及其装置

说明书

本发明技术公开了一种无压势能调水方法及其装置。利用满管水流进水口与出水口海拔高程落差势能量调水。将管道进水口闸阀与出水口闸阀之间空间抽吸到规定真空度，清除进口水流中空气，管内实现、持续水流层流态，螺线旋进水流态。水流加速度下落势能惯性力，在管道空间惯性力场中匀高速直线流动，水流速度不变、流量不变、水流动量不变。可以进行长距离、超长距离调水。管内持续的层流态水流、螺线旋进流态水流，能够实现调水管道内部无摩擦阻力调水。依靠满管水流势能量实现长距离、超长距离点对点调水。将水源丰富地区水资源，调配到水资源短缺地区存储、利用。并生产绿色能源‑电能。每年西南地区、长江流域主汛期，通过上下流库区蓄水容积科学调配，能够将多余洪水资源调入水资源短缺地区存储、利用，有利于国民经济持续发展。

技术领域

本发明技术涉及一种满管水流高速度、大流量、长距离点对点调水技术，具体涉及一种无压势能调水方法及其装置。

背景技术

有压重力和水流压差输水或供水是目前输水的常用方法。其水流用雷诺数、水流摩阻系数、水流粘度、输水管壁粗糙度等来表征，并且以米为单位计算输水管道长度的水流动量损耗。随着输水管道长度增加，水流动量减少，水流压力降低，水流速度减小。此外，输水或供水管道中水的流动需要较大的工作水压维持水流动力，而输水或供水的工作水压，需要消耗大量能量，并且存在输水安全风险。管道往往受到水流压力限制，不能大流量、较长距离输水。输送水流受管道直径、地形地貌等因素的限制，普遍存在运输、施工、维护等方面的诸多困难。因此，有必要创新开发新的调水技术来解决以上这些问题。

技术方法目的

针对现有技术存在的问题，本发明创新开发新的调(输)水技术：满管高速水流对管壁无压力，管壁对高速水流只有滞留力，没有摩擦阻力。采用满管螺线旋进水流技术，消除管壁对高速水流滞留力。达到没有水流动量损耗，满管水流充盈度高，利用进、出口高程差水流下落势能调水。能够高速度、大流量、长距离点对点调水。能够将甲地水流势能量调、输到乙地利用。

技术方法内容

本发明创新技术内容中：满管水流进水口和出水口高程落差很大，管内加速度下落水流是层流流态，水流速度矢量垂直向下，水流对管壁没有力指向，没有指向管壁的水流压力。水流层流流态的持续，取决于消除管道内部水流方向上的滞留力。将进水口与出水口闸阀之间管道空间抽吸到规定真空度，能够消除水流方向空气阻力。满管水流结束加速度下落，依靠水流加速度惯性力，在真空管道内匀速直线流动。高速流动水流重力作用在管壁上，管壁对高速水流有滞留力。进口水流产生螺线旋进水流，管壁螺线旋进水流角动量大于管流中心水流角动量，即管内水流从a点到b点直线距离内，管流中心水流角动量速度矢量为零，管壁水流螺线旋进水流角动量速度矢量最大。管壁水流速度和经过的距离要比中心直线水流速度快、距离长。水流速度方向力用矢量表示时，管壁螺线水流速度方向力的矢量，要比管流中心直线水流速度方向力的矢量大，它是附加在管流中心直线水流速度上的力，管壁水流速度矢量与管流中心水流指向管壁矢量相加的力，能够消除管壁对高速水流滞留力。进而实现调水管道内无摩擦阻力调水。

满管加速度下落水流是水流层流态，落体水流对管壁没有压力，是普适常识。

本发明创新技术的内容包括：螺线旋流技术方法，进口水流中空气清除方法，调水管道真空抽吸技术方法，水流开关技术方法，自动控制出口水流开关方法。