CN106836111A - 一种实验室水库分层加温装置 - Google Patents

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王海军
冯立阳
练继建
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    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
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    • E02B1/02—Hydraulic models

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Abstract

本发明公开了一种实验室水库分层加温装置，包括下池、试验段、分层加温段和上池，下池为矩形水槽；试验段由试验水槽和泄水孔组成，试验水槽为梯形断面结构，试验水槽的一端下部通过所述泄水孔与下池相连通，另一端与所述分层加温段相连；分层加温段由温度传感器、分层箱、电阻加热管、支架、电线、电流控制器、温度采集仪和电缆线组成，分层箱分为4～12层，分层箱的一端试验水槽相连，另一端与上池相连；每层S型布置有电阻加热管，每层的电阻加热管通过电线与电流控制器连接，电流控制器可调节每层电阻加热管的电流强度；每层出口的边壁上设有温度传感器，温度传感器通过电缆线与温度采集仪相连，用于测试每层出口的水流温度。

Description

一种实验室水库分层加温装置
技术领域
本发明涉及一种实验室水库分层加温装置，具体的说，是一种利用分层加温的方法实现水库水温沿深度分层变化的实验室装置。
背景技术
深水大库的水体温度沿着深度方向一般具有明显的温度分层，即表层的温度高，底层温度相对较低。在实验室开展水库下泄水流的温度变化时，基本都是缩尺模型。根据比尺，实验室模型的水深都很浅，一般都是在几十厘米到一两米之间。因此实验室靠水深自然调整分层温度，那是无法实现的。因此本发明提出一种实验室水库分层加温装置来实现实验室水库水温的分层模拟，通过装置可以制造出具有多层不同温度的水库水体，从而便于开展相关的实验研究。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种实验室水库分层加温装置，该分层加温装置结构简单，设计合理，易于实验室使用，具有较强的实用性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种实验室水库分层加温装置，包括下池、试验段、分层加温段和上池，所述下池为矩形水槽，试验下泄的水体通过所述下池流走；
所述试验段由试验水槽和泄水孔组成，所述试验水槽为梯形断面结构，试验水槽的一端下部通过所述泄水孔与下池相连通，另一端与所述分层加温段相连；
所述分层加温段由温度传感器、分层箱、电阻加热管、支架、电线、电流控制器、温度采集仪和电缆线组成，所述分层箱也为梯形断面结构，分层箱的内壁通过分层钢板沿高度方向上等间距的分为4～12层，所述分层钢板嵌固在分层箱的内壁，分层箱的一端与所述试验水槽相连，另一端与上池相连；与上池相连的一侧每层中部S型布置有电阻加热管，所述电阻加热管架在两侧支架上，所述支架与分层钢板固定连接；每层的电阻加热管通过电线与电流控制器连接，电流控制器可调节每层电阻加热管的电流强度；与试验水槽相连的一侧每层出口的边壁上设有温度传感器，所述温度传感器通过电缆线与温度采集仪相连，用于测试每层出口的水流温度；
所述上池由一个矩形水箱构成，上池与所述分层箱连接处开有梯形缺口，确保上池水流平顺的流入分层箱。
所述试验水槽的梯形断面结构、分层箱的梯形断面结构和梯形缺口的梯形尺寸一致。
所述分层箱内每层设有2～10个支架。所述分层箱的长度为200～400cm。
所述下池、试验段、分层加温段和上池均由钢筋混凝土材料制成。
所述泄水孔的尺寸为10～45cm×10～45cm。
所述分层钢板的厚度为0.3～1cm。
所述电阻加热管的直径为0.2～1cm。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
该装置可以实现实验室水库水温的分层模拟可以制造出具有多层不同温度的水库水体，从而便于开展相关的实验研究。例如可以在试验水槽段开展叠梁门、挡水幕布等分层取水结构对下泄温度的影响程度，从而为工程设计提供有效的评估数据。
附图说明
图1是本发明分层加温装置的剖面结构示意图。
附图标记：1-下池，2-试验水槽，3-温度传感器，4-分层箱，5-电阻加热管，6-支架，7-上池，8-电线，9-电流控制器，10-温度采集仪，11-电缆线，12-泄水孔
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，一种实验室水库分层加温装置，由下池1、试验段、分层加温段和上池7四部分组成；
下池1为矩形水槽，由钢筋混凝土材料构成，断面尺寸为1.2m×1m，壁厚15cm；试验下泄水体通过下池1流走。
试验段由试验水槽2和泄水孔12组成；试验水槽2为梯形断面水槽，水槽一端被封堵，梯形断面尺寸为底边1.5m，上边3m，高2m，壁厚20cm；试验水槽2外侧可设支撑确保结构安全；试验水槽2的封堵一侧与下池1连接；封堵一侧底部设有泄水孔12，水体可通过泄水孔12流入下池1，泄水孔12尺寸为30cm×30cm；试验水槽2的另一端与分层加温段连接；试验段构成材料为钢筋混凝土材料。
分层加温段由温度传感器3、分层箱4、电阻加热管5、支架6、电线8、电流控制器9、温度采集仪10和电缆线11组成。
分层箱4的外侧为梯形断面结构，断面尺寸与试验段一致，长度3m；材料为钢筋混凝土材料；分层箱4的内壁采用分层钢板沿着高度方向将分层箱均匀的分为4～12层，分层钢板的厚度5mm；分层钢板嵌固在分层箱4的边壁内；分层箱4的一端与试验水槽2连接，另一端与上池7连接；靠近上池7一侧的每层中部S型布设电阻加热管5，电阻加热管5直径为0.5cm，间距5cm，布设范围靠近上池7一侧1.5m长度内；电阻加热管5架在两侧支架6上，支架6与分层钢板焊接连接，支架6每层每侧设5个；每层电阻加热管5通过电线8与电流控制器9连接；电流控制器9可调节每层电阻加热管5的电流强度；靠近试验水槽2一侧的每层出口边壁上布设温度传感器3，温度传感器3通过电缆线11与温度采集仪10相连，可以测试每层出口的水流温度。
上池7为一矩形水箱，尺寸为5m×5m×2m，材料为钢筋混凝土材料；上池7一侧开有一梯形缺口，尺寸与分层箱4外侧梯形断面结构的内表面尺寸一致；上池7与分层箱4在缺口处连接，确保上池7的水流较平顺的流入分层箱4。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实验室水库分层加温装置，其特征在于，包括下池、试验段、分层加温段和上池，所述下池为矩形水槽，试验下泄的水体通过所述下池流走；
所述试验段由试验水槽和泄水孔组成，所述试验水槽为梯形断面结构，试验水槽的一端下部通过所述泄水孔与下池相连通，另一端与所述分层加温段相连；
所述分层加温段由温度传感器、分层箱、电阻加热管、支架、电线、电流控制器、温度采集仪和电缆线组成，所述分层箱也为梯形断面结构，分层箱的内壁通过分层钢板沿高度方向上等间距的分为4～12层，所述分层钢板嵌固在分层箱的内壁，分层箱的一端与所述试验水槽相连，另一端与上池相连；与上池相连的一侧每层中部S型布置有电阻加热管，所述电阻加热管架在两侧支架上，所述支架与分层钢板固定连接；每层的电阻加热管通过电线与电流控制器连接，电流控制器可调节每层电阻加热管的电流强度；与试验水槽相连的一侧每层出口的边壁上设有温度传感器，所述温度传感器通过电缆线与温度采集仪相连，用于测试每层出口的水流温度；
所述上池由一个矩形水箱构成，上池与所述分层箱连接处开有梯形缺口，确保上池水流平顺的流入分层箱。
2.根据权利要求1所述一种实验室水库分层加温装置，其特征在于，所述试验水槽的梯形断面结构、分层箱的梯形断面结构和梯形缺口的梯形尺寸一致。
3.根据权利要求1所述一种实验室水库分层加温装置，其特征在于，所述分层箱内每层设有2～10个支架。
4.根据权利要求1所述一种实验室水库分层加温装置，其特征在于，所述下池、试验段、分层加温段和上池均由钢筋混凝土材料制成。
5.根据权利要求1所述一种实验室水库分层加温装置，其特征在于，所述泄水孔的尺寸为10～45cm×10～45cm。
6.根据权利要求1所述一种实验室水库分层加温装置，其特征在于，所述分层钢板的厚度为0.3～1cm。
7.根据权利要求1所述一种实验室水库分层加温装置，其特征在于，所述电阻加热管的直径为0.2～1cm。
8.根据权利要求1或3所述一种实验室水库分层加温装置，其特征在于，所述分层箱的长度为200～400cm。
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