[發明專利]變坡水槽試驗系統

有效

• 申請號: 201710297760.7
• 申請日: 2017-04-29
• 公開（公告）號: CN106918444B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 武琨璐;武小菲;張宇弛;武雷;武劍
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 王睿

本發明涉及非均勻流水面曲線實驗設備技術領域。本發明公開了一種變坡水槽試驗系統，包括水槽、泵水裝置、蓄水池、薄壁堰，其特征在于，所述水槽內縱向設有迂回的水流通道，所述水流通道包括與泵水裝置相連且供泵入的水流傾斜流出的上層通道、供上層通道的水流流入后傾斜流出的中層通道以及供中層通道的水流流入的下層通道，所述薄壁堰設置于上層通道靠近上層水流出口的位置，所述中層通道的中層水流出口處設有控制中層水流通斷的水流控制結構，所述中層通道的中層水流入口處設有擋水板，所述中層通道上靠近中層流水出口的位置設有涵洞。采用本發明能夠準確分析和計算水面曲線，由此為明渠設計提供準確的參考實驗數據，具有較高的參考價值。

技術領域

本發明涉及非均勻流水面曲線實驗設備技術領域，具體涉及一種變坡水槽試驗系統。

背景技術

明渠是一種具有自由表面水流的渠道，根據它的形成可以分為天然明渠和人工明渠。分析和計算水面曲線是作好明渠設計與有關建筑設計的關鍵問題，其中，由于明渠均勻流的水面曲線是平行于渠底的直線，比較簡單，因此明渠水面曲線主要研究的是非均勻流。非均勻流是指流體的流速大小與方向沿程不斷變化的水流。

變坡水槽試驗系統的變坡采用薄壁堰作為核心有效量水工具，薄壁堰具有穩定的水頭和流量關系，由于曲線型實用堰的外形一般按照薄壁堰水舌下緣曲線設計，因此研究薄壁堰具有重要的實際意義。現有技術中的變坡水槽試驗系統一般包括水槽、水泵、蓄水池、薄壁堰。現有技術中的變坡水槽試驗系統結構比較單一，研究結果不準確，試驗效果并不理想。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種試驗效果優異的變坡水槽試驗系統，以解決現有技術中的變坡水槽試驗系統的研究結果不準確，試驗效果不理想的問題。

本發明變坡水槽試驗系統，包括水槽、泵水裝置、蓄水池、薄壁堰，所述水槽內縱向設有迂回的水流通道，所述水流通道包括與泵水裝置相連且供泵入的水流傾斜流出的上層通道、供上層通道的水流流入后傾斜流出的中層通道以及供中層通道的水流流入的下層通道，所述薄壁堰設置于上層通道靠近上層水流出口的位置，所述中層通道的中層水流出口處設有控制中層水流通斷的水流控制結構，所述中層通道的中層水流入口處設有擋水板，所述中層通道上靠近中層流水出口的位置設有涵洞。采用本發明能夠集多種模擬情形于一體，同時測量出多種型式的水面曲線，準確而全面地模擬變坡狀態下的水流情況，準確分析和計算水面曲線，由此為明渠設計提供準確的參考實驗數據，具有較高的參考價值。

進一步地，所述水槽內由上至下依次橫向設置有上層板、中層板以及下層板，所述上層板、中層板以及下層板的上表面均為傾斜面，所述水槽頂部與上層板構成上層通道，所述上層板與中層板構成中層通道，所述中層板與下層板構成下層通道。

進一步地，所述上層板的傾斜度為5-15°。

進一步地，所述中層板包括傾斜度為5-15°的中層前段以及傾斜度為0-5°的中層后段。

進一步地，所述下層板為階梯狀板，所述下層板包括傾斜設置的下層前端以及水平設置的下層后段。

進一步地，所述上層板、中層板、下層板、水槽、蓄水池通過固定支架連為一體結構。由此使得本發明結構更加緊湊，更加穩定。

進一步地，所述水流控制結構為設置于中層水流出口處的閥門結構。

進一步地，所述閥門結構包括一端固定于水槽內壁的閥座、設置于閥座上的旋鈕以及于旋鈕聯動的閥板。

進一步地，所述泵水裝置包括設置于蓄水池內的水泵以及水泵與上層通道之間依次連有的過濾筒，初始水箱。過濾筒能夠對泵入的誰進行過濾，過濾筒上標有刻度能夠粗略的查看水流流量。由于泵入的水流一開始并不穩定，因此加設初始水箱能夠使得水流變緩。

進一步地，所述泵水裝置的開關設置于蓄水池的外壁上。由此方便操作。