CN110004872B - 一种测定低气压环境模型水舌外缘挑距空中移位量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定低气压环境模型水舌外缘挑距空中移位量的方法，该方法采用减压箱，首先设定测区，然后在测区处设置横跨在模型水舌前方的试距梁，使试距梁的下缘线与模型水舌的外缘线相邻；采用摄像机记录位于试距梁斜前方的模型水舌流态；在减压箱内形成真空，在线观测位于试距梁斜前方的模型水舌流态，如果出现大量水滴喷溅或者模型水舌越梁现象，水平调节试距梁的下缘线与模型水舌的外缘线之间的距离，直到试距梁的下缘线与模型水舌的外缘线相邻，试距梁的水平移动距离即为该气压下模型水舌外缘挑距空中移位量。本发明通过水平调整试距梁的位置来测定低气压环境下模型水舌外缘挑距空中移位量，原理简单明了，现象直观，成本低廉。
Description
技术领域
本发明属于坝工水力学试验技术领域，尤其一种测定低气压环境模型水舌外缘挑距空中移位量的方法。
背景技术
我国藏东南地区是未来水电开发的重要能源基地。在高原高坝泄洪安全研究中，泄流水舌的运动轨迹是判定水舌可否有效归槽，雾化预测计算以及开展消能防冲设计的基础数据。因此，泄流水舌运动轨迹受低气压的影响程度如何，影响量级是否包络在现有设计安全系数范围内，需要展开研究。目前，有数值模拟结果指出，环境气压每下降10kPa，原型泄流水舌挑距递增约1％～2％，但缺乏有效试验资料佐证。
目前，减压箱是模拟环境气压变量的有效试验装置，在减压箱内测定模型泄流水舌运动轨迹时，如果采用水舌冲击水垫时的最大压力点拟合，需要在预设的水舌冲击区设置传感器，传感器的设置方法有两种，一种是将传感器设置在测试车上，另一种是将传感器预埋在水舌冲击区下面。采用测试车安装传感器，传感器位置可调，但是仪器线需从车下逆流引出，同时测试车还会造成水垫区绕流问题，影响测试精度。采用埋设的方式设置传感器，传感器位置不可调整。
采用水舌冲击水垫时的最大压力拟合的挑距值包含空中挑距和水中挑距两部分，难以有效测定低气压对模型水舌空中挑距的影响。鉴于减压箱的可观察度有限，为了有效率定低气压对模型水舌空中挑距的影响程度，需要设计一种测定低气压环境模型水舌外缘挑距空中移位量的方法。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种测定低气压环境模型水舌外缘挑距空中移位量的方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种测定低气压环境模型水舌外缘挑距空中移位量的方法，该方法采用减压箱，在所述减压箱上设有泄水口、排水口、抽气口和补气口，该方法采用以下步骤：①常压下，给泄水口供水，待形成稳定流速的模型水舌后试验人员进入减压箱观察模型水舌的外缘轨迹，设定测区并做出标记；②停止供水，在测区处设置横跨在模型水舌前方的试距梁，使试距梁的下缘线与模型水舌的外缘线相邻，所述试距梁与所述减压箱的侧壁采用可拆连接结构连接；在所述减压箱的顶部安装摄像机，采用所述摄像机记录位于试距梁斜前方的模型水舌流态；③给泄水口供水，待形成稳定流速的模型水舌，通过排水口排水，以保证减压箱内的水位保持不变；根据摄像机的影像复核安装位置；④通过抽气口抽真空，使减压箱内的环境气压达到设计真空度，调节泄水口的供水量以保证模型水舌的流速保持不变，调节排水口的排水量，以保证减压箱内的水位保持不变，记录减压箱内的气压值和模型水舌的来流量；⑤通过与摄像机连接的电脑在线观测位于试距梁斜前方的模型水舌流态，如果出现大量水滴喷溅或者模型水舌越梁现象，水平调节试距梁的下缘线与模型水舌的外缘线之间的距离，直到试距梁的下缘线与模型水舌的外缘线相邻，不再有水滴喷溅现象，试距梁的水平移动距离即为该气压下模型水舌外缘挑距空中移位量。
所述试距梁的两端均设有与所述减压箱侧壁连接的电磁吸盘。
本发明具有的优点和积极效果是：通过水平调整试距梁的位置来测定低气压环境模型水舌外缘挑距空中移位量，原理简单明了，现象直观，成本低廉。
附图说明
图1为应用本发明的结构示意图；
图2为本发明中试距梁与减压箱侧壁连接的结构示意图。
图中：1、减压箱；2、泄水口；3、模型水舌；4、抽气口；5、补气口；6、排水口；7、试距梁；8、摄像机；9、电磁吸盘。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1和图2，一种测定低气压环境模型水舌外缘挑距空中移位量的方法，其特征在于，该方法采用减压箱1，在所述减压箱1上设有泄水口2、排水口6、抽气口4和补气口5。
该方法采用以下步骤：
①常压下，给泄水口2供水，待形成稳定流速的模型水舌3后，试验人员进入减压箱2观察模型水舌3的外缘轨迹，设定测区并做出标记。
②停止供水，在测区处设置横跨在模型水舌3前方的试距梁7，使试距梁7的下缘线与模型水舌3的外缘线相邻，所述试距梁7与所述减压箱1的侧壁采用可拆连接结构连接。
在所述减压箱1的顶部安装摄像机8，采用所述摄像机8记录位于试距梁7斜前方的模型水舌3流态。
③给泄水口2供水，待形成稳定流速的模型水舌3，通过排水口6排水，以保证减压箱1内的水位保持不变；根据摄像机8的影像复核安装位置。
④通过抽气口4抽真空，使减压箱1内的环境气压达到设计真空度，调节泄水口2的供水量以保证模型水舌3的流速保持不变，调节排水口6的排水量，以保证减压箱1内的水位保持不变，记录减压箱1内的气压值和模型水舌3的来流量。
⑤通过与摄像机8连接的电脑在线观测位于试距梁7斜前方的模型水舌3流态，如果出现大量水滴喷溅或者模型水舌3越梁现象，水平调节试距梁7的下缘线与模型水舌3的外缘线之间的距离，直到试距梁7的下缘线与模型水舌3的外缘线相邻，不再有水滴喷溅现象，试距梁7的水平移动距离即为该气压下模型水舌3外缘挑距空中移位量。电脑位于所述减压箱1的外部，用于在线显示并存储摄像机拍摄的影像资料。试验完成后，减压箱1内停止供水并补气至常压，排出箱内积水。
在本实施例中，为了拆卸方便，所述试距梁7的两端均设有与所述减压箱1侧壁连接的电磁吸盘9。
通过改变测区位置，可获得低气压环境模型水舌3外缘挑距的轨迹线。保持泄水口2的结构和供水量不变时，通过调节减压箱1的真空度，可获得不同低气压环境对相同来流条件下模型水舌3外缘挑距空中移位量的影响。保持减压箱1的真空度恒定，通过改变泄水口2的结构和供水量，可获得恒定低气压环境下不同来流条件对模型水舌3外缘挑距空中移位量的影响。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种测定低气压环境模型水舌外缘挑距空中移位量的方法，其特征在于，该方法采用减压箱，在所述减压箱上设有泄水口、排水口、抽气口和补气口，
该方法采用以下步骤：
①常压下，给泄水口供水，待形成稳定流速的模型水舌后试验人员进入减压箱观察模型水舌的外缘轨迹，设定测区并做出标记；
②停止供水，在测区处设置横跨在模型水舌前方的试距梁，使试距梁的下缘线与模型水舌的外缘线相邻，所述试距梁与所述减压箱的侧壁采用可拆连接结构连接；
在所述减压箱的顶部安装摄像机，采用所述摄像机记录位于试距梁斜前方的模型水舌流态；
③给泄水口供水，待形成稳定流速的模型水舌，通过排水口排水，以保证减压箱内的水位保持不变；根据摄像机的影像复核安装位置；
④通过抽气口抽真空，使减压箱内的环境气压达到设计真空度，调节泄水口的供水量以保证模型水舌的流速保持不变，调节排水口的排水量，以保证减压箱内的水位保持不变，记录减压箱内的气压值和模型水舌的来流量；
⑤通过与摄像机连接的电脑在线观测位于试距梁斜前方的模型水舌流态，如果出现大量水滴喷溅或者模型水舌越梁现象，水平调节试距梁的下缘线与模型水舌的外缘线之间的距离，直到试距梁的下缘线与模型水舌的外缘线相邻，不再有水滴喷溅现象，试距梁的水平移动距离即为该气压下模型水舌外缘挑距空中移位量。
2.根据权利要求1所述的测定低气压环境模型水舌外缘挑距空中移位量的方法，所述试距梁的两端均设有与所述减压箱侧壁连接的电磁吸盘。
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