垂直射流式消能工

能耗率最高提升4.89倍

通过在垂直射流管嘴设置破碎针，将高能射流打散为多股小射流并掺气，核心区高度显著降低，能量耗散大幅增强。

Haijun, Ma · 孙西欢 · 李永业

Scientific Reports 2025

参数信息

能耗率提升倍数

1.04–4.89 times

技术优势

消能率大幅提高

射流被破碎针打散成多股小射流并卷吸空气，机械能更多转化为内能，能耗率比无破碎针时提高1.04–4.89倍。

射流影响范围缩小

总射流高度和势核高度随破碎针数量与尺寸增大而减小，可减少对下游的冲刷范围。

矩形针效果更优

矩形破碎针使射流更分散，掺气浓度更高，能耗率高于圆柱形破碎针。

应用场景

• 大坝泄洪消能：对地形适应性强，可用于大坝溢洪道消能，减少下游冲刷。
• 水工模型试验：结构参数明确，便于制作物理模型进行试验验证。
• 水利枢纽设计：设计灵活，可作为水利枢纽消能方案的新选项。
• 消能率测量：消能率提升显著，便于通过测量评估效果。