一種多類型水力參數(shù)測定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型涉及一種多類型水力參數(shù)測定裝置，屬于水利實驗技術(shù)領(lǐng)域，實現(xiàn)在同一實驗平臺研宄有壓流和明渠流，測定有壓管流的水頭損失、壓強等參數(shù)，觀察堰流、閘孔出流、水躍、水跌等水流現(xiàn)象并測量其相關(guān)水位、流速等參數(shù)。
【背景技術(shù)】
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[0002]在水利工程中經(jīng)常遇到有壓流和無壓明渠流兩種流體類型，研宄有壓流和無壓明渠流的水力參數(shù)對于水利工程建設(shè)具有重要意義，同時也是高等院校水力學(xué)和流體力學(xué)課程的主要內(nèi)容，觀察水流現(xiàn)象，測定水力參數(shù)，能夠驗證水力學(xué)基本理論，增強感性認(rèn)識，鞏固理論知識。然而，現(xiàn)有的實驗裝置中有壓流實驗與無壓流實驗通常在不同的裝置上進行，這樣就存在占用實驗室空間過大、成本過高等缺陷，一個實驗裝置只能進行一類實驗項目，難以滿足日常教學(xué)科研實驗需要。本實用新型流體水力參數(shù)測定裝置采用組合拼裝的思想，創(chuàng)造性的將多種實驗所需裝置集合于一體，在滿足實驗要求的條件下，能夠大量節(jié)省實驗裝置占用空間，節(jié)省實驗裝置制作成本和實驗成本，為水力參數(shù)測定提供了新的平臺，同時也為水力學(xué)實驗開展提供了新的思路。
【實用新型內(nèi)容】:
[0003]本實用新型的目的:
[0004]提供一種多類型水力參數(shù)測定裝置，解決現(xiàn)有實驗裝置功能單一，占地面積大，實驗裝置制作和實驗成本高等缺陷。裝置的獨特設(shè)計實現(xiàn)了在一個水箱和一段固定水槽組成的實驗平臺上開展多種有壓流和無壓流實驗，測定多種類型實驗的水力參數(shù)的目的。不僅節(jié)約水箱和抽水泵，而且節(jié)省了大量占地空間和面積，具有良好的應(yīng)用前景。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案:
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的一種多類型水力參數(shù)測定裝置，主體由水箱、固定水槽段、旋轉(zhuǎn)測定段組成。
[0007]所述水箱分為兩層三箱，包括下層的儲水箱、上層的穩(wěn)水箱和溢流箱，穩(wěn)水箱和溢流箱之間通過在滑動槽中滑動的溢流平臺分隔，儲水箱靠近固定水槽段一側(cè)的壁面上設(shè)有三角量水堰，三角量水堰與固定回水槽出水口連通，穩(wěn)水箱靠近固定水槽段一側(cè)的壁面上設(shè)有明渠流的梯形出水口，儲水箱和穩(wěn)水箱通過壓力管連通，壓力管上裝有抽水泵，儲水箱和溢流箱通過溢水回流孔連通。實驗裝置長久不用或者需要進行維護時，可將儲水箱下部的排水口打開，排出水箱中多余的水。
[0008]所述固定水槽段位于水箱和旋轉(zhuǎn)測定段之間，固定水槽段由上部的固定水槽和下部的固定回水槽組成，固定水槽段的進水口端連接固定在梯形出水口，固定水槽段的固定回水槽出水口與儲水箱上的三角量水堰連通。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)測定段由四個對稱的水槽組成，其中的兩個水槽為有壓流實驗槽，分別裝有等直徑圓形管和變直徑圓形管，另外的兩個水槽為明渠流實驗槽，四個水槽的槽底末端均留有許多出水孔與回水槽進口相通，每個水槽與旋轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有回水槽，在水槽和回水槽右端設(shè)有擋水板，相鄰的每兩個水槽之間通過30°弧形固定翼連接，弧形固定翼與旋轉(zhuǎn)軸連接固定；旋轉(zhuǎn)軸通過軸承置于兩個支架之間。
[0010]所述旋轉(zhuǎn)測定段每次旋轉(zhuǎn)90°，其中一個水槽及其下部的回水槽與固定水槽段的固定水槽和固定回水槽能夠組成一種自循環(huán)水力學(xué)實驗裝置；從回水槽的回水槽進水口到固定回水槽出水口組成的整條回水槽的橫截面是逐漸增大的等腰三角形，形成由右向左的正坡，保證水流能夠回流到儲水箱中。
[0011]所述溢流平臺包括支桿、螺母、螺紋桿和溢流板，溢流板的高度通過轉(zhuǎn)動懸掛在支桿上的螺母牽動螺紋桿調(diào)節(jié)，能夠精細(xì)地調(diào)節(jié)穩(wěn)水箱中的流量和水位，溢流板與滑動槽之間通過橡皮墊緊密連接。
[0012]優(yōu)選地，所述的壓力管上端安裝著消能罩。
[0013]優(yōu)選地，所述的抽水泵設(shè)置在水箱外部，并采用變頻泵。
[0014]優(yōu)選地，所述支架能夠在支架滑動槽上滑動或固定，方便旋轉(zhuǎn)測定段的旋轉(zhuǎn)以及與固定水槽段對接。
[0015]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)測定段的四個水槽采用對稱結(jié)構(gòu)，且水槽橫截面采用梯形截面。
[0016]優(yōu)選地，所述固定水槽的兩側(cè)壁的寬度大于梯形出水口的兩腰的長度，保證從梯形出水口流出的水流不會外溢到地面。
[0017]優(yōu)選地，所述有壓流實驗槽的水槽左端安裝有水槽擋板，水槽擋板與固定水槽、等直徑圓形管、變直徑圓形管通過橡皮圈無縫銜接封閉，在固定水槽段形成有壓流環(huán)境，為旋轉(zhuǎn)測定段的有壓流實驗提供充足水壓條件，保證圓形管中水流為有壓流。
[0018]上述多類型水力參數(shù)測定裝置在實驗時，旋轉(zhuǎn)測定段每旋轉(zhuǎn)90°能夠組成一種水力學(xué)實驗裝置，旋轉(zhuǎn)測定段的水槽與固定水槽段的固定水槽、水箱出水口連成一體，相應(yīng)的回水槽與水箱回水口也連接在一起，形成一個自循環(huán)系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)測定段的水槽底坡能夠通過支架上的升降閥調(diào)節(jié)。在做明渠流實驗時，不同的明渠水槽上能夠設(shè)置不同的水工建筑物，用來完成不同的明渠實驗，測定不同實驗參數(shù)；在做有壓流實驗時，固定水槽頂部用頂板密封，頂板與水槽擋板通過橡皮圈無縫銜接封閉，在等直徑圓形管、變直徑圓形管上完成不同的有壓流實驗。
【附圖說明】
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[0019]圖1是本實用新型所述一種多類型水力參數(shù)測定裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是圖1中溢流平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是圖1中旋轉(zhuǎn)測定段中回水槽結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是圖1中旋轉(zhuǎn)測定段兩端橫截面圖。
[0023]圖中:1-水箱；11_儲水箱；111-抽水泵;112_壓力管;113_消能罩；114_三角量水堰；115-刻度尺；116-排水口 ；12_穩(wěn)水箱；121-梯形出水口 ； 122-進水口 ；13_溢流箱；131-溢水回流孔；132-滑動槽；133-支桿；14_溢流平臺；141_螺母；142-螺紋桿；143-溢流板；2_固定水槽段；21_固定回水槽；22_固定水槽；221-底板；222-頂板；3-旋轉(zhuǎn)測定段；31_水槽；311_等直徑圓形管；*311_等直徑圓形管進口 ；312_變直徑圓形管；*312-變直徑圓形管進口 ；313_折疊測壓管；314_移動支護；315_滑動軌道；316_水槽擋板；317-出水孔；318-滑動水位測針；319-測針滑動架；320_擋水板；32_回水槽；321_回水槽進口 ；322回水槽連接口 ；323_槽底；33_弧形固定翼；34_旋轉(zhuǎn)軸；35_支架；351_升降閥；352_支架滑動槽。
【具體實施方式】
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[0024]如圖1-4所示，該裝置主體由水箱1、固定水槽段2和旋轉(zhuǎn)測定段3組成，另外還包括滑動水位測針318、支桿133、移動支護314、支架滑動槽352、支架35、旋轉(zhuǎn)軸34等。
[0025]水箱I為兩層三箱的結(jié)構(gòu)，下層為儲水箱11，儲存足夠的水量，儲水箱11外的抽水泵111通過壓力管112與消能罩113相連；上層由調(diào)節(jié)流量的溢流平臺14隔開，一側(cè)為溢流箱13，另一側(cè)為穩(wěn)水箱12，消能罩113固定在穩(wěn)水箱12底部并與穩(wěn)水箱12相通，溢流平臺14中的溢流板143高度通過轉(zhuǎn)動懸掛在支桿133上的螺母141牽動螺紋桿142來調(diào)節(jié)，溢流板143能夠在滑動槽132中上下滑動調(diào)節(jié)穩(wěn)水箱12的流量和水位，滑動槽132與溢流板143之間通過橡膠墊緊密接觸。過量的水將躍過溢流板143流入溢流箱13中，并通過溢水回流孔131返回儲水箱11。實驗裝置長久不用或者需要進行維護時，可將儲水箱11下部的排水口 116打開，排出水箱I中多余的水。
[0026]固定水槽段2左端的進水口與穩(wěn)水箱12的梯形出水口121固定并相通，固定水槽段2左端的固定回水槽21的出水口與儲水箱11上的三角量水堰114固定并相通，固定水槽段2右端與旋轉(zhuǎn)測定段3中某一水槽31左端相連，兩者之間使用橡膠圈緊密連接，固定水槽段2的底板221也相應(yīng)地與旋轉(zhuǎn)測定段3的水槽槽底323通過橡皮墊緊密銜接，固定水槽段2和旋轉(zhuǎn)測定段3的回水槽32通過橡皮圈緊密連接在一起，形成一個循環(huán)系統(tǒng)。通過三角量水堰114和刻度尺115測定實驗過程中的流量。
[0027]旋轉(zhuǎn)測定段3由兩端支架35支撐，固定在旋轉(zhuǎn)軸34上，旋轉(zhuǎn)軸34固定在兩個支架35上，旋轉(zhuǎn)軸34為圓柱體。旋轉(zhuǎn)測定段3由四個對稱的水槽31組成，四個水槽31通過30°弧形固定翼33連接，弧形固定翼33與旋轉(zhuǎn)軸34組合為整體，兩端弧形固定翼33之間為空心，方便在明渠壁面處裝測壓管測定水流脈動壓強。水槽槽底323與旋轉(zhuǎn)軸34之間有變橫截面的三棱柱形回水槽32，由右向左形成一定角度的底坡，底坡的角度由三棱柱截面和升降閥351確定。旋轉(zhuǎn)測定段3中水槽31與回水槽32右端設(shè)有擋水板320，水槽槽底323的右端有許多出水孔317與回水槽進口 321相通，使得水槽31中的水流流入對應(yīng)的回水槽32中。通過移動支架35上的旋轉(zhuǎn)測定段3，每旋轉(zhuǎn)90°后與固定水槽段2完全吻合，即某一條旋轉(zhuǎn)水槽31與固定水槽段2相通，相應(yīng)的回水槽32也與固定水槽段的回水槽21相通，從梯形出水口 121到旋轉(zhuǎn)測定段3末端連接為一個整體，相應(yīng)的回水槽也連接為一個整體，并與水箱I相通，每個部件之間通過橡膠圈或橡皮墊緊密銜接，組成一個自循環(huán)系統(tǒng)。
[0028]旋轉(zhuǎn)測定段3中的兩個水槽31為明渠水槽，通過支架升降閥351能夠調(diào)節(jié)底坡為正坡或平坡，水槽上可以增設(shè)壩、堰等水工建筑物，用來做相關(guān)明渠實驗，安裝在測針滑動架319上的滑動水位測針318能夠在滑動軌道315中移動，并測量