[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

本發明涉及一種均壓混合式管道水力摩阻系數高效檢測系統和方法，包括：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，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，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。本發明采用調平支架，能夠快速的調平各段水管，采用均壓排氣器，被測斷面上均布的多根測壓管，測壓管將被測斷面各個位置上出現的氣泡快速的排出，測量斷面上的各個測量管所受到的壓力都反應到均壓排氣器中，在均壓排氣器中這些反應的壓力自然的均衡在一起，形成一個壓力值，大大減少了記錄和計算的繁復工作，提高了測量精度。

技術領域

本發明涉及一種均壓混合式管道水力摩阻系數高效檢測系統和方法，是一種水工檢測實驗系統和方法。

背景技術

管道水力摩阻系數是管道輸水工程設計的重要技術參數之一，其取值的結果直接影響工程的輸水能力、運行費用、工程規模和投資等，影響很大。對于長距離的輸水管道來說，水力摩阻系數每增加0.001可能會導致每年增加數百至上千萬的運行費用，因此實驗室針對不同材質的管道開展水力摩阻系數檢測工作，提供準確可靠的管道水力摩阻數據成為工程建設的一個核心要素。

為使準確測量管道的摩阻系數，提高檢測精度，水力摩阻檢測需要多節管道連接在一起，而且必須要各段管道調整為完全水平，以避免其他因素的影響，這就意味著，必須將各段管道安裝在同一水平線上。如果檢測管道未能調節至水平，使得重力作用未能計入公式，導致水力摩阻系數測量不準確。傳統的實驗室管道調平的方式通常采用墊塊，即用墊塊將各段管道墊起一定高度，再不斷調整墊塊的厚度，使各段管道在一條水平線上。這種方式通常要耗費大量時間，消耗了科研人員的大量精力，以及實驗財力。

傳統的實驗系統還存在兩個十分難于解決的問題，影響水力摩阻系數的檢測精度。第一個問題是，在檢測過程中上下游測量斷面中測點的位置不在同一高程，以及測量過程中的壓力波動較大，從而造成誤差或錯誤。測點的偏差在實驗室實際施工中很難避免，主要由打孔位置的偏差造成，而壓力的波動也是水體流動中不可避免的現象，實際的水體流動不可能完全達到完全理想狀態下無壓力波動的均勻流狀態，而且上述情況下的錯誤往往是隨機性的，即使通過多組次試驗也很難完全克服，不僅浪費有限的實驗經費，也造成水力摩阻系數測量不準確。

第二個問題是，開始檢測時，管道充水過程中部分氣泡滯留在測壓管中，由于氣泡的可壓縮特性，造成壓力測量的不準確，從而導致水力摩阻系數檢測的誤差。傳統的方式是，在檢測開始前，使用大量的水沖擊管道，盡量將留存在管道中的氣泡帶出管道，但有些氣泡很難用這種方式排出，只能在氣泡降低到一定程度后開始試驗，這在一定程度上降低了檢測精度。另外，試驗水槽通常采取水泵循環的方式，使水流在管道中流動，以檢測管道的水力摩阻系數，使用水流沖擊氣泡，意味著消耗大量的電能，從環保節能和財力的消耗看，這種排氣泡的方式都是不可取的。

發明內容

為了克服現有技術的問題，本發明提出了一種均壓混合式管道水力摩阻系數高效檢測系統和方法。所述的系統和方法通過設置調平支架、單截面多點取樣和均壓混合和排氣裝置，解決了管道調平、測壓取樣不準確和排氣問題。

本發明的目的是這樣實現的：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，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。

進一步的，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。