本實用新型屬于水利工程技術領域，特別是涉及到一種底流反轉對沖碰撞消能工。

背景技術：

底流消能就是利用下游尾水作用形成的水躍進行消能。它能適應各種水頭和不同的地質情況。底流消能具有流態(tài)穩(wěn)定、消能效果較好，對地質條件和尾水變幅適應性強以及水流霧化影響很小等優(yōu)點。

采用底流消能要修建與流量相對應的消力池，并要注意確保消力池中水躍的形成以及保持一定的淹沒度。消力池的深度與長度是工程造價的主要因素。設計一種結構合理，能夠縮小消力池長度的消能工，勢在必行。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種底流反轉對沖碰撞消能工，通過合理化的結構設計，在達到消能效果的同時縮小消力池的長度，降低工程造價。

一種底流反轉對沖碰撞消能工，其特征是：包括泄流槽、消力池、水流回流墩、尾水渠，所述消力池的一端與泄流槽固定連接，消力池的另一端與水流回流墩固定連接；所述水流回流墩的迎水面為圓弧形結構，水流回流墩的圓弧方向與水流方向一致；所述尾水渠與水流回流墩固定連接。

所述水流回流墩迎水面的圓心角為195°～205°，水流回流墩的圓弧直徑為消力池中入池側水流深度的2.5倍。

所述水流回流墩的迎水面上設置有抗磨防蝕層。

通過上述設計方案，本實用新型可以帶來如下有益效果：

上游水流經(jīng)泄流槽進入消力池，高速水流遇到水流回流墩的作用，水流流向發(fā)生沿程變化，直至水流流向逆轉，與泄流槽和消力池的水流流向相反。此時兩股水流發(fā)生碰撞摩擦，消除水流中的動能，減小下游河床的沖刷。最后水流經(jīng)過尾水渠與原河道連接。

本實用新型通過兩股方向相反的水流碰撞摩擦消除水流中的動能，可以大大縮小消力池的長度、同時它也改變了水躍消能方式，并且降低工程造價，尤其適用于有水位落差的水工建筑物泄水部位的消能。本實用新型消能效率高；尾水水流平穩(wěn)；消力池的長度大大縮小，有效降低工程造價，縮短工期。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的說明：

圖1為傳統(tǒng)消能工的結構示意圖。

圖2為本實用新型一種底流反轉對沖碰撞消能工的結構示意圖。

圖3為本實用新型一種底流反轉對沖碰撞消能工的工作原理圖。

圖中1-泄流槽、2-消力池、3-水流回流墩、4-尾水渠。

具體實施方式

如圖2所示，一種底流反轉對沖碰撞消能工，其特征是：包括泄流槽1、消力池2、水流回流墩3、尾水渠4，所述消力池2的一端與泄流槽1固定連接，消力池2的另一端與水流回流墩3固定連接；所述水流回流墩3的迎水面為圓弧形結構，水流回流墩3的圓弧方向與水流方向一致；所述尾水渠4與水流回流墩3固定連接。

所述水流回流墩3迎水面的圓心角為195°～205°，水流回流墩3的圓弧直徑為消力池2中入池側水流深度的2.5倍。

所述水流回流墩3的迎水面上設置有抗磨防蝕層。

工作原理：

如圖3所示，水流回流墩3的直徑R是消力池2入池設計水深的2.5倍。角∠COB的度數(shù)在15°～25°之間。

設消力池2的入池水流流速為v₀，水流到達水流回流墩3時流速變化很小，可以認為不變。此時水流受水流回流墩3的作用，流向開始發(fā)生變化，沿水流回流墩3做圓周運動，水流到達水流回流墩3的頂部B時，流速變化為：

列A點與B點的能量方程

變化可得：

由(2)式可知，B點水流翻轉回流時的流速大小v_B取決于流入消力池2的水流流速v₀＝v_A和水流回流墩3的直徑R。實際工程中v_B恒大于零。這樣經(jīng)過B點從C點射出的水流與泄流槽1流入的水流相互對沖碰撞。加之水流回流墩3的整個區(qū)域中都充滿水體，使得在該區(qū)域中水體紊動劇烈，可以消除大部分能量。

工作流程：

上游洪水經(jīng)泄流槽1進入消力池2，高速水流遇到水流回流墩3的作用，水流流向發(fā)生沿程變化，直至水流流向逆轉，與泄流槽1、消力池2的水流流向相反。此時兩股水流發(fā)生碰撞摩擦，消除水流中的動能，減小下游河床的沖刷。最后水流經(jīng)過尾水渠4與原河道連接。