[發明專利]一種均壓混合式管道水力摩阻系數高效檢測系統和方法

有效

• 申請號: 201710433495.0
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107121386B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 劉之平;付輝;郭新蕾;郭永鑫;王濤;李甲振;楊開林;黃偉;馬慧敏
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李富華;李桂玲

1.一種均壓混合式管道水力摩阻系數高效檢測系統，包括依次連接的：供水水箱、多節水管構成的被檢測管道、調節閥門、出口消能池、量水堰，其特征在于，所述的各節水管分別設置兩個調平支架；在被測管道的進口附近和出口附近分別設置測量斷面，所述的測量斷面的管道周向均布至少兩個測壓管，一個測量斷面的各個所述測壓管與一個均壓排氣器連接，所述的均壓排氣器與排氣閥和測壓排連接，所述的均壓排氣器下半部分為正多邊形柱體或圓柱體，在同一水平面周向均布連接測壓管的進氣孔；上半部分為正多邊形棱臺或圓臺，頂端設置連接排氣閥和測壓排的出氣孔；所述的調平支架包括：支撐底板，所述的支撐底板上豎直設置螺桿，所述的螺桿上設有調整被檢測管道豎直位移的調平螺母，所述的調平螺母支撐套筒，所述的套筒與U形支撐槽固定連，所述的U形支撐槽的兩個豎直臂上分別設置調節被測量管道水平位移的固定螺栓；所述的測量斷面設四個測壓管，所述的四個測壓管成十字形排列，分別設置在測量斷面的上下左右；所述的均壓排氣器下半部分是水平截面為正方形的四棱柱，所述的進氣孔設置在各棱面中心位置；上半部分為四棱錐。

2.一種使用權利要求1所述測量系統進行均壓混合式管道水力摩阻系數高效檢測方法，其特征在于，所述方法包括的步驟如下：

連接系統的步驟：將各段水管連接為被檢測管道，并將被檢測管道與供水水箱和出口消能池連接，每根水管使用兩個調平支架支撐；

調平的步驟：借助水平儀，利用各個調平支架的調平螺母的上升或下降，帶動套筒以及U形支撐槽和U形支撐槽所支撐的水管上升或下降，將各段水管調整到一個水平面上，同時調整U形支撐槽的兩個豎直壁上的固定螺栓，帶動U形支撐槽中的水管左右移動，使各段水管在一條水平直線上；

連接均壓排氣器的步驟：在被測量管道接近供水水箱的位置和接近出口消能池的位置分別設置一個測量斷面，在測量斷面的上下左右四個方向打孔并連接氣管，將四根氣管與均壓排氣器的下半部分的四個進氣口連接，在均壓排氣器的出氣孔連接排氣閥和測壓排；

注水排氣的步驟：開啟排氣閥，啟動水循環，使水逐漸充滿被測量管道，在水充滿被測管道的過程中，空氣通過排氣閥排出被測管道，當管道中的空氣被排出后，關閉排氣閥；

測量和計算的步驟：控制并計量不同的流量Q，多次記錄接近出口消能池位置的測量斷面的壓力為P₁，接近出口消能池位置的測量斷面的壓力為P₂，根據記錄分別計算P₁、P₂的平均值；

計算水力摩阻系數的步驟：利用公式計算水力坡降J：

其中：L為被測量管道長度；

計算水力摩阻系數n：

A為過水面積，即：測量斷面的面積；R為水力半徑，面積與濕周的比值；C為謝才系數。