挑流消能

• 4、窄缝挑流鼻坎：由泄水建筑物末端边墙急剧收缩而形成，是一 种极具特色的新型消能工，尤其适用于深窄峡谷高水头运行的情况。
四种鼻坎的介绍
连续式挑流鼻坎
差动式挑流鼻坎
扩散式挑流鼻坎
窄缝挑流鼻坎
挑流消能的作用
• 从物理学中可知，能量是不能“消”的这里所谓的消能有 两方面的含义：其一是设法将对工程有潜在危害的动能尽 可能地转化为热能而散失掉。让水流在预计的空间里，通 过水与水，水与固体边界，水与空气等各种相互摩擦、掺 混、冲击、碰撞等方式，实现能量形式的转变：其二是设 法让带有剩余动能的水流与防冲保护对象远离或分隔，以 冲刷不危及建筑物本身安全为条件 。所以挑流消能只是 溢流坝址，溢洪道泄槽末端及各种泄水孔洞出口处明流的 常用消能方式按照高速水流的出现位置与状态而分为挑流 消能，底流消能，面流消能等几类种的一种。起到保护水 流不冲刷河床，下游建筑物等效果
目录
• 消能定义和原理 • 挑流消能工与四种鼻坎 • 挑流消能的实例 • 挑流消能产生的问题
消能的定义
• 水力学中把发生在局部流动区域中的机械 能损失称为局部能量损失或局部水头损失。 在水力学问题称为消能。
• 挑流消能是指在泄水建筑物末端设挑流鼻 坎，使水流向下游挑射，通过射流在空中 的扩散、紊动和掺气作用，消除部分能量， 然后跌落到离鼻坎较远的河槽中，在冲刷 坑和一定的尾水深度所形成的水垫中消 能。
“长江三峡的试验 田” 。坝型是混凝 土宽缝重力坝，最大 坝高105米，，采用 矩形差动式挑流鼻
坎。
思考：挑流消能会带来哪些问题呢？
• 挑流鼻坎的空蚀 • 下游河床的冲刷 • 泄洪期间产生的雾化等
挑流消能的实例
柘溪水电站
柘溪水电站位于中国 湖南省、资水干流上， 距安化县东平市 12.5km。混凝土单 支墩大头坝，最大坝 高104m，装机容量 44.7万kW，保证出 力11.27万kW，多年 平均发电量21.74 亿 kW·h。下游用差动 式鼻坎挑流消能
新安江水电站
新安江水电站是中国 第一座自行设计、自 制设备、自己施工建 水电站造的大型水利 发电站，被人们誉为
四种鼻坎的介绍
• 1、连续式挑流:鼻坎其基本的体型参数只有反弧半径R和出射角θ， 此外还有鼻坎高程及鼻唇高度。在高速水流条件下广泛实用。
• 2、差动式挑流鼻坎:由两种挑角的一系列高坎与低坎相间布置所构 成。水舌离开这种鼻坎时上下分散，以加大各股水舌与空气的接触 面积，增强紊动，掺气核扩散，提高消能效果，减小冲刷深度。缺 点是在高速水流的作用下容易发生空蚀，特别是矩形差动式的齿坎 侧面易蚀。
• 3、扩散式挑流鼻坎：当泄水建筑物出口较窄，而下游河床却相当 宽阔时，可以考虑。这种方式可以减小出坎单宽流量，使挑流水股 在空气更充分地扩散掺气，更多的消能，以此减轻对下游河床的局 部冲刷。有矩形和扇形两种布置形式采用扩散式挑流鼻坎时，以加 大边墙扩散角，使水舌能在短的距离内完成扩散，这就是被称为 “挑流扩散器”的一种布置形式，其比较适用于流量不太大的有压 泄水孔洞或管道出口挑流消能的情况。
源自文库
消能原理
• 挑流消能的工作原理是利用鼻坎将水流挑 向空中，并使其扩散，掺入大量空气，然 后落入下游河床水垫，形成旋滚，消耗能 量约20%。
挑流消能工
• 挑流消能设计的目的应是在给定条件下获 得最大的挑距，形成较小的冲抗，产生尽 可能小的副作用，同时，挑流鼻坎能承受 高速水流的冲击等。按鼻坎形状分为连续 式挑流鼻坎、差动式挑流鼻坎、扩散式挑 流鼻坎、及窄缝挑流鼻坎。