[发明专利]一种消能减压结构及消能减压计算方法

说明书

本发明公开了一种消能减压结构，包括消能井，所述的消能井一端设进水管，另一端设出水管，沿消能井水流方向依次设置2块隔板将消能井均匀分为3个部分，每部分内表面均采用钢垫板防护形成密闭结构，每块隔板上均水平设置两根L型管，每块隔板上设置的两根L型管的出口端相对设置。3个部分的顶部中间位置均设置排气阀。本发明还公开了一种消能减压计算方法，本发明消能减压结构简单，除水力磨损外不会出现运行故障问题。能通过改变水流流向形成对冲消能及水流通过内部管件产生局部水头损失消能，消能方式明确，消能量计算简单。

技术领域

本发明涉及管道消能减压技术领域，特别涉及一种消能减压结构，还涉及一种消能减压计算方法。

背景技术

近年来实施山区村镇供水工程输水管线多采用重力输水方式，由于山区水源一般较高，管线末端经常会出现较大水头压力，会对管线末端蓄水池安全使用造成影响，大多需要采取消能减压措施。

目前管道减压措施一般在蓄水池前设置减压阀或采取简易减压阀井进行减压处理。设置减压阀设备价格较为高且常会除险故障，采用简易减压阀井减压率不高且无法定量计算。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种消能减压结构，还提供一种消能减压计算方法，利用水流经过减压结构内部管件改变水流流向形成对冲，通过水流对冲消能造成的水头损及减压结构内部管件产生的局部水头损失失达到消除水头减压的目的。该结构消能减压理论明确，减压量易计算。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种消能减压结构，包括消能井，所述的消能井一端设进水管，另一端设出水管，沿消能井水流方向依次设置2块隔板将消能井均匀分为3个部分，每部分内表面均采用钢垫板防护形成密闭结构，隔板垂直于水流方向，每块隔板上均水平设置两根L型管，两根L型管以隔板的纵轴线为对称轴左右对称分布，每根L型管均包括长臂管和短臂管，长臂管贯穿隔板，长臂管一端为进口端，进口端与等径三通的其中一个连通端连通，长臂管另一端通过弯头与短臂管一端连接，短臂端另一端为出口端。

如上所述每块隔板上设置的两根L型管的出口端相对设置。

如上所述每块隔板上设置的两根L型管所连接的等径三通位于同一水平面且以隔板的纵轴线为对称轴左右对称分布，等径三通除与进口端连接的连通端外，其余两个连通端位于同一垂直于水流方向的直线。

如上所述3个部分的顶部中间位置均设置排气阀。

如上所述进水管、出水管及L型管位于同一高程。

如上所述L型管管内径为进水管内径的0.5～0.8倍。

一种消能减压计算方法，包括以下步骤：

步骤1、确定管道流量Q及消能前管道水头H₁；

步骤2、确定进水管出口局部水头损失系数ξ₁、等径三通进口局部水头损失系数ξ₂、等径三通汇流局部水头损失系数ξ₃、L型管弯头局部水头损失系数ξ₄、L型管出口局部水头损失系数ξ₅、出水管进口局部水头损失系数ξ₆、L型管对冲消能系数η；

步骤3、计算消能后管道水头H₂：

其中，v₁为进水管管道流速，v₂为L型管管道流速，v₃为出水管管道流速，g为重力加速度。

步骤4、若管道水头H₂小于预设范围的最小值，减少隔板及配套的L型管、等径三通、以及排气阀；若管道水头H₂大于预设范围的最大值，增设隔板及配套L型管、等径三通、以及排气阀。