[發明專利]一種閘堰泄流模擬實驗裝置及其實驗方法

在審

• 申請號: 201910182843.0
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109898462A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 武心嘉;葛金金
• 申請（專利權）人: 蚌埠學院
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02;G01M10/00
• 代理公司: 合肥維可專利代理事務所(普通合伙) 34135
• 代理人: 胡亞蘭

1.一種閘堰泄流模擬實驗裝置，其特征在于：包括模擬水道、水循環機構、水閘機構、堰體模型、水流監測機構；所述模擬水道包括水道側壁和水道底板，所述水道底板兩側密封垂直固定有水道側壁；所述堰體模型安裝在水道底板的中間處，所述堰體模型阻礙了水流在模擬水道的通過；所述水閘機構安裝在堰體模型的頂部，用于控制水流的通過；所述水循環機構連通模擬水道的兩端，用于水流的模擬和回收；所述水流監測機構安裝在水閘機構的上游，用于觀察水流的流動變化。

2.根據權利要求1所述的一種閘堰泄流模擬實驗裝置，其特征在于：所述模擬水道的水道側壁和水道底板由塑料制成，其中水道底板在水閘機構與下游的連接處挖設有模擬消力池。

3.根據權利要求1所述的一種閘堰泄流模擬實驗裝置，其特征在于：所述水循環機構包括蓄水池、泵室和回水管道，所述泵室安裝在模擬水道的上游端口處，所述回水管道一端安裝在模擬水道的下游端口處，所述回水管道另一端安裝在泵室的回水口，所述泵室出水口朝向模擬水道的上游端口。

4.根據權利要求3所述的一種閘堰泄流模擬實驗裝置，其特征在于：所述泵室內安裝有噴水泵和回水泵，所述噴水泵的進水口接通蓄水池的底部，所述噴水泵的出水口連通泵室出水口；所述回水泵的進水口連通泵室的回水口，所述回水泵的出水口連通蓄水池的頂部。

5.根據權利要求4所述的一種閘堰泄流模擬實驗裝置，其特征在于：所述噴水泵的的出水口的寬度與水道底板的寬度之比為λ，其中λ的取值范圍在0.6-0.9。

6.根據權利要求1所述的一種閘堰泄流模擬實驗裝置，其特征在于：所述水閘機構包括中墩、邊墩和水閘，所述邊墩對稱安裝在兩邊的水道側壁上，所述中墩安裝在邊墩中間，所述水閘安裝在兩個邊墩之間，所述水閘兩端安裝有升降機，所述升降機用于升降水閘。

7.根據權利要求1所述的一種閘堰泄流模擬實驗裝置，其特征在于：所述水流監測機構包括針管和漏斗，所述漏斗中部設有擋板，所述擋板將漏斗水平橫跨在模擬水道上，所述漏斗底部連通有針管。

8.根據權利要求7所述的一種閘堰泄流模擬實驗裝置，其特征在于：所述針管頂部與漏斗底部連通，所述針管一分為三跟相同的針管，三根針管之間等距且彼此連通；所述針管在上、中、下部分別均勻開設有孔洞。

9.根據權利要求1所述的一種閘堰泄流模擬實驗裝置，其特征在于：所述堰體模型頂部寬度與堰上水頭高度之比β分別有三種類型，β＜0.67、0.67＜β＜2.5、2.5＜β＜10；堰上水頭的高度一定，堰體模型根據β值分別有薄壁堰、實用堰、寬頂堰三種模型。

10.根據權利要求1-9所述的一種閘堰泄流模擬實驗裝置的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，裝配各組件，連接各自線路，檢查設備完整性，關閉所有水泵，蓄水池內裝滿水；

第二步，選擇堰體模型，包括，薄壁堰，實用堰，寬頂堰；

第三步，打開水泵向模擬水道內注水，直至堰上水頭高度達到設計位置；

第四步，升起水閘，水閘升起高度根據試驗需求分別水閘部分脫離水面和水閘完全脫離水面；

第五步，向漏斗內倒入有色液態顏料，觀察顏料從針管流出后，隨水流的變化，并拍攝記錄；

第六步，使用水流測速設備對堰體模型的上游水流速度和下游水流速度分別進行測速，并通過控制噴水泵的工作狀態達到上游水流速度的實驗要求；

第七步，數據整理，得出不同類型堰體模型分別在不同上游水流速度的條件下，水流在模擬水道內的流動狀態。