V. Nghiên cứu ng−ỡng và máng trộn khí
a. Chọn vị trí bố trí thiết bị trộn khí
+ Vị trí của ng−ỡng trộn khí thứ nhất
Trong tr−ờng hợp chung ta dựa vào giá trị l−u tốc v của mặt cắt ngang và số Frut hoặc hệ số giảm áp Cpmin (còn gọi là hệ số hoá khí sơ sinh σ) để sơ bộ xác định tuyến đặt thiết bị trộn khí thứ nhất là số Fr = 4,0.
Thiết bị trộn khí nên bố trí tại vị trí dòng chảy có hệ số giảm áp t−ơng đối nhỏ, là chỗ dễ phát sinh khí thực, theo một số công trình ở Trung Quốc và các n−ớc khác thì cách bố trí tuyến trộn khí có thể nh− sau:
+ Đặt ở chỗ cửa ra của đoạn cửa van, nh− công trình tuynen tháo lũ ở đập Maica, tuynen tháo lũ của đập Balister, đ−ờng tràn tháo lũ của đập Natawort, đ−ờng tràn tháo lũ của đập Thiết Tôn v.v..
+ Bố trí ở điểm bắt đầu của đoạn thẳng nối với bán kính cong ng−ợc nh−
đập Hoàng Vỹ, đập Sêrikhơtơ, đập Phùng Gia Sơn, đập U Giang Độ….
+ Bố trí ở cuối đoạn bán kính cong ng−ợc nh− đập Hoàng Vỹ, đập Sêvikhơtơ, đập Phùng Gia Sơn, đập U Giang Độ.
Tr−ờng hợp chung là đem bố trí rãnh trộn khí ở phía th−ợng l−u của đ−ờng tràn tháo lũ dễ bị xâm thực, bảo đảm cho dòng chảy phát huy trộn khí đầy đủ, để tăng thêm tính nén của phần gần đáy chất lỏng, giảm thiểu bọt khí bốc hơi khi phá vỡ sinh ra áp lực nổ, từ đó để ngăn ngừa mặt bêtông bị xâm thực phá hoại.
Khi l−u tốc dòng chảy đạt gần đến 30m/s có thể căn cứ điều kiện cụ thể để xét nên hay không nên bố trí thiết bị trộn khí, khi l−u tốc v−ợt quá 35m/s thì việc bố trí thiết bị trộn khí là cần thiết.
- Bố trí theo vùng trọng điểm cần bảo vệ: Nếu nh− đoạn bằng phía sau bán kính cong ng−ợc là vùng bảo vệ trọng điểm thì thiết bị trộn khí đặt ở cuối đoạn bán kính cong ng−ợc, nếu nh− đoạn bán kính cong ng−ợc là vùng bảo vệ trọng điểm thì bố trí ở phía th−ợng l−u vị trí khởi điểm của bán kính cong ng−ợc, nếu nh− trên dốc n−ớc thì bố trí thiết bị trộn khí ở đoạn mà l−u tốc dòng chảy đạt giá trị từ 25-35m/s.
- Dựa vào hệ số giảm áp Cp (hay hệ số hoá khí σ) của mặt cắt ngang dòng chảy lớn hay nhỏ để xác định. Đối với tràn xả lũ dốc có dốc n−ớc hay tuynen tháo lũ, vị trí tuyến trộn khí thứ nhất nên bố trí ở vị trí l−u tốc dòng chảy xấp xỉ 30m/s, không nên bố trí ở đoạn đột biến và đoạn bán kính cong ng−ợc.
- Đối với tuy nen có áp phía sau nối với tuynen chảy hở hoặc kênh dẫn hở: Nếu nh− ở đoạn cửa ra bố trí tấm bản nén thu hẹp thì ở đoạn phía sau đã có tác dụng bảo vệ, do đó trong tr−ờng hợp đầu n−ớc là 40-70 m ở chỗ sát với tấm bản có thể bố trí thiết bị trộn khí.
- Thông th−ờng cần tránh bố trí thiết bị trộn khí ở vị trí khởi điểm của bán kính cong ng−ợc và trên đoạn bán kính cong, chỉ sau khi nghiên cứu đầy đủ cũng có thể bố trí thiết bị trộn khí nh−ng cần phải tăng thêm độ cao và độ dốc của ng−ỡng cũng có thể đạt đ−ợc hiệu quả tốt trộn khí giảm xâm thực.
Ví dụ: công trình U Giang Độ l−u l−ợng đơn vị là 236,11m2/s đầu n−ớc là 101,8 m, ở chỗ khởi điểm của đoạn bán kính cong ng−ợc bố trí rãnh trộn khí. Đây là một ví dụ công trình thực tế ở Trung Quốc với l−u l−ợng đơn vị lớn, cột n−ớc cao bố trí máng trộn khí thành công.