[實(shí)用新型]水流沖刷作用力測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520762839.9
• 申請(qǐng)日: 2015-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN205038004U
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦鵬;秦植海;舒海港;夏日風(fēng);張恒炬;倪祥輝;趙天愷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江水利水電學(xué)院
• 主分類號(hào): G01L7/00
• 分類號(hào): G01L7/00;G09B25/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于水利工程領(lǐng)域，具體是水流沖刷作用力測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

河岸崩塌問(wèn)題是我國(guó)防洪減災(zāi)事業(yè)中亟需研究解決的重要問(wèn)題之一。我國(guó)許多河流經(jīng)常會(huì)發(fā)生岸坡崩塌，尤其是一些大江大河由于缺乏完全徹底的治理，許多河道河勢(shì)不穩(wěn)，沖淤變化頻繁，岸灘沖刷崩塌的現(xiàn)象十分普遍和嚴(yán)重，江河崩岸會(huì)造成河道洪水灘地流失，嚴(yán)重威脅防洪大堤的安全，甚至直接使堤防開裂形成洪災(zāi)。崩岸還破壞河勢(shì)穩(wěn)定，造成沿河工程中諸多難以補(bǔ)救的后果。另外，崩岸使岸邊大量農(nóng)田喪失、威脅沿河港口碼頭、廠礦安全，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)遭受巨大損失。河岸崩塌破壞的影響因素眾多，問(wèn)題復(fù)雜，故至今對(duì)其產(chǎn)生機(jī)理尚不十分清楚，在防治措施方面大多仍憑經(jīng)驗(yàn)采用傳統(tǒng)的方法。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)水流沖刷作用力的室內(nèi)研究，對(duì)防洪減災(zāi)和江河治理具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。目前研究水流對(duì)河岸沖刷的方法一直沿用通過(guò)水流速度、水深等條件，用理論公式計(jì)算，室內(nèi)試驗(yàn)通常就是測(cè)定水流流速。這種通過(guò)流速間接的計(jì)算水流對(duì)河岸沖刷方法有完善的空間。特別在教學(xué)時(shí)，學(xué)生只能觀測(cè)水流速度，不能掌握水流速度對(duì)水流沖刷作用力大小的具體影響。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種水流沖刷

作用力測(cè)量裝置，由底座、支桿、提手、刻度盤、擺桿、迎流板、轉(zhuǎn)軸、指針組成，所述底座、支桿、提手、轉(zhuǎn)軸、刻度盤固定設(shè)置在一起.

進(jìn)一步的，所述擺桿、迎流板、指針固定設(shè)置在一起,并鉸接于轉(zhuǎn)軸上。

進(jìn)一步的，所述支桿上、下段、擺桿均設(shè)有可伸縮、固定機(jī)構(gòu)。測(cè)試時(shí)，裝置底座置于河道底部，以保障整個(gè)測(cè)試過(guò)程裝置處于穩(wěn)定狀態(tài)。

本實(shí)用新型的水流沖刷作用力測(cè)量裝置，采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，可直接應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室或河流現(xiàn)場(chǎng)，能夠直接測(cè)量水流沖刷作用力大小。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室能直觀

地看到水流速度對(duì)水流沖刷作用力大小的具體影響，對(duì)教學(xué)效果可以起到很大幫助作用；能夠?yàn)榻窈蠓篮闇p災(zāi)和江河治理研究提供重要計(jì)算參數(shù)。

附圖說(shuō)明

圖1是水流沖刷作用力測(cè)量裝置正面示意圖；

圖2是該裝置側(cè)面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1-2所示,本實(shí)用新型的水流沖刷作用力測(cè)量裝置由底座1、支桿2、提手3、刻度盤4、擺桿5、迎流板6、轉(zhuǎn)軸7、指針8組成，其中底座1、支桿2、提手3、轉(zhuǎn)軸7、刻度盤4固定設(shè)置在一起；擺桿5、迎流板6、指針8固定設(shè)置在一起,并鉸接于轉(zhuǎn)軸上；支桿2上、下段、擺桿5均設(shè)有可伸縮、固定機(jī)構(gòu)，便于測(cè)定不同深度處的水流沖刷作用力。

本實(shí)用新型的水流沖刷作用力測(cè)量裝置工作原理：如果迎流板浮重量為W，面積為A，使其轉(zhuǎn)動(dòng)的水平方向合力為P，使其轉(zhuǎn)動(dòng)的水平方向應(yīng)力為p，則p=P/A，P與擺桿轉(zhuǎn)角β的關(guān)系為P=Wsinβ/cosβ,A在鉛直面投影為A*cosβ，所以使其轉(zhuǎn)動(dòng)的水平方向應(yīng)力為p=Wsinβ/Acos2β。從公式可看出，隨著擺桿轉(zhuǎn)角增大β，所需要的水平方向應(yīng)力為p急劇增加，如果β=90^o，即擺桿水平，所需要的水平方向應(yīng)力為p為無(wú)窮大。

本實(shí)用新型的水流沖刷作用力測(cè)量裝置使用時(shí)：將水流沖刷作用力測(cè)量裝置底座置于水流底部（迎流板面與流向垂直），水流沖刷迎流板面，擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)（指針同步轉(zhuǎn)動(dòng)），記錄刻度盤讀數(shù)即擺桿轉(zhuǎn)角β，代入公式即可算出測(cè)點(diǎn)的沖刷力大小。測(cè)點(diǎn)距試驗(yàn)水槽（或河道）底部的高度等于試驗(yàn)水槽（或河道）底部至轉(zhuǎn)軸高度減去迎流板面形心至轉(zhuǎn)軸距離乘以sinβ。