[發明專利]一種用于模擬明渠水動力特征的水槽裝置及操作方法

有效

• 申請號: 201711059444.2
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107817087B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 韓龍喜;張奕;陳博;孫明園
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種用于模擬明渠水動力特征的水槽裝置，包括水槽(1)、水流推進動力裝置(2)和底座，所述水槽(1)為環形跑道狀，其特征在于，所述水流推進動力裝置(2)包括底箱(202)和轉輪，所述底箱(202)為頂部具有開口的容器，其頂部與水槽(1)的底部相連；所述轉輪包括轉軸(204)以及沿著所述轉軸(204)的中心軸線延伸且均勻地設置在所述轉軸(204)的圓周表面上的多個轉輪板(203)，所述轉軸(204)與所述水槽(1)的底部位于同一平面，所述底座用于保持所述環形水槽裝置的平衡；

通過可調電機驅動水槽底部的轉輪產生剪切力帶動槽內水流運動，實現槽內流速由底層向表層遞增，符合天然河道垂向流速特性；環形水槽設有直槽段，增加直線流程，通過調整電機的轉速，實現不同流速條件下的模擬實驗。

2.根據權利要求1所述的一種用于模擬明渠水動力特征的水槽裝置，其特征在于，所述轉軸(204)的圓周方向上均勻設有M排所述轉輪板(203)，每排設有N個所述轉輪板(203)，其中M≥2，N≥1。

3.根據權利要求2所述的一種用于模擬明渠水動力特征的水槽裝置，其特征在于，所述轉輪板(203)活動插接在所述轉軸(204)上。

4.根據權利要求1、2或3中任一項所述的一種用于模擬明渠水動力特征的水槽裝置，其特征在于，所述水流推進動力裝置(2)還包括電機和控制器(201)，所述轉軸(204)與所述電機連接，所述電機由所述控制器(201)控制。

5.根據權利要求4所述的一種用于模擬明渠水動力特征的水槽裝置，其特征在于，所述控制器(201)為變頻調速器。

6.根據權利要求3或5所述的一種用于模擬明渠水動力特征的水槽裝置，其特征在于，所述水流推進動力裝置(2)位于所述水槽(1)的圓弧段和直槽段的交接處。

7.根據權利要求6所述的一種用于模擬明渠水動力特征的水槽裝置，其特征在于，所述底座包括分別設置在水槽(1)兩圓弧端底部的第一支架(301)和第二支架(302)，所述第一支架(301)和第二支架(302)均為三角支撐結構。

8.根據權利要求1所述的一種用于模擬明渠水動力特征的水槽裝置的操作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對水槽(1)進行蓄水，使水面高出轉輪板(203)的最上端3～5cm；

2)打開控制器(201)，調整電機轉速為1～50r/min；

3)待水槽(1)內水流達到穩定后，選擇直槽段起始點下游1個以上的位置，調節測點與水槽底部的距離，分別進行流速測定；

4)調整控制器(201)，使電機轉速為51～100r/min，重復步驟3)的操作，得到模擬明渠水動力特征數據。