CN108277776B - 河工模型试验双向供水进水箱 - Google Patents

河工模型试验双向供水进水箱 Download PDF

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    • E02B1/02Hydraulic models

Abstract

本发明公开了河工模型试验双向供水进水箱,包括水箱体,水箱体横跨坐落在模拟河道的宽度方向上,水箱体能够同时朝向模拟河道的两侧流水,所述水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板均开设有若干个出水孔,所述水箱体位于模拟河道两侧河岸的侧板开设有进水孔,所述进水孔内固定连接有进水管,所述进水管与水箱体内贯通,从进水管朝向水箱体内输送水,水从出水孔中流出进入模拟河道,模拟河道内水流。本发明针对相同模型的对照试验效果尤为明显,能够实现同时供水同时停水,同时采集数据,具有明显的对照价值,排除其他相关因素干扰,使得试验结果具有更强的说服力。

Description

河工模型试验双向供水进水箱
技术领域
本发明涉及河工模型试验双向供水进水箱,属于河工模型试验技术领域。
背景技术
水箱供水是河工模型试验的关键技术之一,任何一项河工模型试验都需要供水才能进行相关试验,因此模型试验进水箱直接关系着河工模型模拟能否正常进行。
河工模型试验时,若直接将管道接入模型河床,将会严重干扰河道实际的水位流速等水动力参数,同样也会对河道形成冲刷,直接导致模型试验不能正常进行。在正常模型试验中,上游会保持缓慢溢出或接近无流速的均匀流,同时需要消除因管道进水而产生的波浪、大范围的紊动,使得水位流速等水动力参数接近原型河道的实际状况。在现实模型试验中供水也有采取进水箱,而部分进水箱因管道入流具有较大流速的影响,在进入模型河道时,仍然具有较大动能,尤其对上游湖泊模拟的水位产生较大影响。在现实模型试验中,大部分为大流量试验,大流量通常通过管径较小的管道产生较大流速,难以避免模型试验入流具有较大动能,而消能成为一个较大的问题。
传统河工模型试验,从试验场地选址测量及模型放样、制作、浇筑等一系列过程需要消耗较长时间,少则半年多则2~3年,试验历时较长,制作繁琐。同时在试验过程中为了准确模拟河道,其模型比例增加,使得试验场地较为紧张。完成一次模型试验,可在实验室存放5年以上,对实验室占地提出较为严峻考验。尤其针对多个试验同时进行,将会对水库水量提出较高的要求,若水库存水量较少仅能够一个模型进行试验,若水库库存水量较大将会对试验室的房屋整体结构提出较大要求,增加水库容量,增加水泵提水功率,增加管道直径等等,会引起一系列的结构改造,会大大增加试验成本。而绝大部分实验室为上个世纪建造,其年代较长,结构成形改造难度大。河工模型试验因为试验的供水困难的问题将会导致试验的进度缓慢。
发明内容
为了解决上述存在的问题,本发明公开了一种河工模型试验双向供水进水箱,其具体技术方案如下:
河工模型试验双向供水进水箱,包括水箱体,水箱体横跨坐落在模拟河道的宽度方向上,水箱体能够同时朝向模拟河道的两侧流水,所述水箱体顶部敞口,所述水箱体包括底板和四个侧板,四个侧板依次首尾相连密封竖直固定在底板四周,底板平铺在模拟河道的河床上,
所述水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板均开设有若干个出水孔,所述水箱体位于模拟河道两侧河岸的侧板开设有进水孔,所述进水孔内固定连接有进水管,所述进水管与水箱体内贯通,从进水管朝向水箱体内输送水,水从出水孔中流出进入模拟河道,模拟河道内水流;
所述出水孔在水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板上的位置和大小一一对应;
所述水箱体内水平设置有若干个横向拉力板,所述横向拉力板的两端连接水箱体的一组相对侧板;
所述水箱体内的底部四周边缘均设置有若干个三角支撑板,所述三角支撑板的两个直角边分别连接水箱体的底部和侧板;
所述进水孔的高度大于三角支撑板的与侧板固定的直角边的高度。
所述出水孔在水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板的上部部分或下部部分。
所述横向拉力板的两端连接水箱体的朝向模拟河道上下游的一组相对侧板。
所述的河工模型试验双向供水进水箱,其特征在于所述进水孔位于对应的水箱侧板的宽度中间位置,并靠近底板位置。
本发明的工作原理是:
本发明,水箱体摆放在模拟河道长度方向的中间,出水孔分别朝向两侧的模拟河道,通过进水管从水箱体的两端同时向水箱体内输送水,水进入到水箱体内后,经过水箱体内的空间缓冲,最后从出水孔中流出,朝向模拟河道中流去,能够有效实现模拟河道中水流是无加速度流速的均匀流,模拟效果更真实。
当水流从双侧进水管道进水后,通过双侧的出水孔,对两侧的模型进行供水。
本发明的有益效果是:
本发明针对相同模型的对照试验效果尤为明显,能够实现同时供水同时停水,同时采集数据,具有明显的对照价值,排除其他相关因素干扰,使得试验结果具有更强的说服力。
本发明,通过改变出水孔的分布高度,实现满足不同的模拟河道和不同水流高度的要求,适用范围广,可操作性强。
附图说明
图1是本发明实施1的整体结构示意图,
图2是本发明实施1的纵向截面示意图,
附图标记列表:1-侧板;2-进水管道;3-水箱体;4-底板; 5-横向拉力板;6-三角支撑板;7-进水孔;8-出水孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式,进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1:结合附图可见,河工模型试验双向供水进水箱,包括水箱体,水箱体横跨坐落在模拟河道的宽度方向上,水箱体能够同时朝向模拟河道的两侧流水,所述水箱体顶部敞口,所述水箱体包括底板和四个侧板,四个侧板依次首尾相连密封竖直固定在底板四周,底板平铺在模拟河道的河床上。
所述水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板均开设有若干个出水孔,所述水箱体位于模拟河道两侧河岸的侧板开设有进水孔,所述进水孔内固定连接有进水管,所述进水管与水箱体内贯通,从进水管朝向水箱体内输送水,水从出水孔中流出进入模拟河道,模拟河道内水流。本发明,可以同时朝向两侧流水,摆放在河道的长度方向的中间,同时模拟两个相同的水流情况下的试验,增加模拟试验的数量,以及能够实现模拟试验中水流情况相同的控制,减少可变参数。
所述出水孔在水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板上的位置和大小一一对应。两个侧板上的出水孔的参数一致,实现两侧水流参数一致,减少试验变量。
所述水箱体内水平设置有若干个横向拉力板,所述横向拉力板的两端连接水箱体的朝向模拟河道上下游的一组相对侧板。所述水箱体内的底部四周边缘均设置有若干个三角支撑板,所述三角支撑板的两个直角边分别连接水箱体的底部和侧板。增强水箱体的强度和稳定性。
所述进水孔位于对应的水箱侧板的宽度中间位置,并靠近底板位置。从水箱体中的中间进水,水从水箱体两侧流出的流量和速度一致。
所述进水孔的高度大于三角支撑板的与侧板固定的直角边的高度。避免水直接冲击到三角支撑板上。
实施例2:所述出水孔在水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板的上部部分。
实施例3:所述出水孔在水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板的下部部分。
根据模拟的河道高度以及模拟试验的测试参数,选择对应的实施例1、实施例2或实施例3的出水孔设置位置。
本发明的具体使用过程:
步骤1:制备进水箱的各个面的板材:选取5块板材,该5块板材的规格能够刚好拼接成一个空心敞口的矩形体,进水箱的每个箱面均与对应的钢板条贴合,进水箱的一组相对面用于朝向模拟河流,在该两个板材上开设有若干个出水孔,且出水孔错开钢板条,一组相对面朝向模拟河道的两岸,开设有进水孔,进水孔错开钢板条,进水孔连接进水管道,进水箱的底部铺实在混凝土表面;
步骤2:接通水路:将进水箱两侧的进水管道连接到一个三通管的两个接口,该三通管的另一个接口通过水管连接到水池,水池中的水通过三通管等量进入到两个进水管道,进入到进水箱,对冲消能,水在进水箱中通过出水孔流出进入模拟河道,模拟水流。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.河工模型试验双向供水进水箱,包括水箱体,水箱体横跨坐落在模拟河道的宽度方向上,水箱体能够同时朝向模拟河道的两侧流水,其特征在于:所述水箱体顶部敞口,所述水箱体包括底板和四个侧板,四个侧板依次首尾相连密封竖直固定在底板四周,底板平铺在模拟河道的河床上,
所述水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板均开设有若干个出水孔,所述水箱体位于模拟河道两侧河岸的侧板开设有进水孔,所述进水孔内固定连接有进水管,所述进水管与水箱体内贯通,从进水管朝向水箱体内输送水,水从出水孔中流出进入模拟河道,模拟河道内水流;
所述出水孔在水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板上的位置和大小一一对应;
所述水箱体内水平设置有若干个横向拉力板,所述横向拉力板的两端连接水箱体的一组相对侧板;
所述水箱体内的底部四周边缘均设置有若干个三角支撑板,所述三角支撑板的两个直角边分别连接水箱体的底部和侧板;
所述进水孔的高度大于三角支撑板的与侧板固定的直角边的高度;出水孔在水箱体朝向模拟河道的一组相对的侧板的上部部分或下部部分;所述横向拉力板的两端连接水箱体的朝向模拟河道上下游的一组相对侧板;所述进水孔位于对应的水箱侧板的宽度中间位置,并靠近底板位置;河工模型试验双向供水进水箱能够实现同时供水同时停水,同时采集数据;通过改变出水孔的分布高度,实现满足不同的模拟河道和不同水流高度的要求。
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