CN110108453B - 一种异型雾化源垂向喷溅雾雨分布的试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异型雾化源垂向喷溅雾雨分布的试验方法，包括水垫槽，在水垫槽的底部下方固接有限位槽，在限位槽的上方高悬有仿水舌形落体，在仿水舌形落体的喷溅区内设有多个位于同一水平面内的平面雨量收集容器和多个位于同一立面内的立面雨量收集容器，试验时，在水垫槽内冲水垫至设计高度，将仿水舌形落体吸固在电磁铁的下面，关闭电磁铁的电源，仿水舌形落体自由下落，进入限位槽，完成一次喷溅，多次重复上述下落过程，完成多次喷溅，测量各个平面雨量收集容器和立面雨量收集容器的集雨量，然后确定仿水舌形落体的垂向喷溅雾雨分布情况。本发明可用于不同垂向冲击动量下，异型雾化源单体和多体组合作用下的喷溅雾雨量分布测定研究。
Description
技术领域
本发明属于坝工水力学试验技术领域，尤其涉及一种异型雾化源垂向喷溅雾雨分布的试验方法。
背景技术
高坝泄流雾化多见于“高水头、大流量、窄河谷”的挑流式消能工程，主要危防区涉及主泄流区及其下游，需结合实际开展预测防护。已有研究表明，泄流水舌在喷溅区的雾化效应显著。传统连续坎的水舌扩散形态为矩形，数值模拟预测应用已趋于成熟。面向工程协同考虑水舌归槽，冲刷和雾化等泄洪安全问题的需求，新型挑坎型式不断发展，如窄缝式、舌形式、斜切式、扭曲式、差动型、宽尾墩型等异型挑坎在工程中实践应用，对应的水舌入水形态呈现多样化和个性化，且多条水舌存在喷溅水滴抑制扩散效应。目前，异型挑坎水舌的喷溅线源在概化为等效连续坎线源时，组合喷溅时雾化线源等效多以经验为主，受主观影响制约，在一定程度上制约了高坝泄洪雾化数值模拟预测技术的科学化和精细化发展。目前的室内水舌随机喷溅试验中，工程应用类试验主要针对个体工程；专题喷溅类试验，主要量化规则水舌的喷溅范围影响指标。对于异型水舌及其组合喷溅雾雨量的等效体型缺乏有效的对比评估测试，需要一种异型雾化源垂向喷溅雾雨量分布的试验方法。
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异型雾化源垂向喷溅雾雨量分布的试验方法，可用于不同垂向冲击动量下，异型雾化源单体和多体组合作用下的喷溅雾雨量分布测定研究。
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：一种异型雾化源垂向喷溅雾雨分布的试验方法，该方法采用水垫槽，所述水垫槽的下方设有支撑架，在所述水垫槽的底部下方固接有与其连通的限位槽，在所述限位槽的上方高悬有仿水舌形落体，所述仿水舌形落体吸固在电磁铁的下方，所述电磁铁固接在钢丝绳的下端，所述钢丝绳连接在主支架上；在所述仿水舌形落体的喷溅区内设有多个位于同一水平面内的平面雨量收集容器和多个位于同一立面内的立面雨量收集容器，所述平面雨量收集容器的收集口朝上，所述立面雨量收集容器的收集口位于迎雨侧上部；在所述限位槽的入口处设有限位翻转板，所述限位翻转板的一端与所述限位槽的边沿铰接，在所述限位翻转板的上方设有复位拉簧，所述复位拉簧的一端与所述限位翻转板连接，另一端与所述限位槽的边沿连接；在所述限位槽的一侧设有闸门；试验时，关闭限位槽的闸门，在水垫槽内冲水垫至设计高度，降低钢丝绳，接通电磁铁的电源，将所述仿水舌形落体吸固在电磁铁的下面，通过调节钢丝绳使仿水舌形落体高悬于设计高度，待仿水舌形落体静置平稳后，关闭电磁铁的电源，仿水舌形落体自由下落，进入限位槽，完成一次喷溅后开启闸门取出仿水舌形落体，多次重复上述下落过程，完成多次喷溅，测量各个平面雨量收集容器和立面雨量收集容器的集雨量，然后确定仿水舌形落体的垂向喷溅雾雨分布情况。
在所述限位槽的底部设有缓冲垫。
所述钢丝绳绕经定滑轮，所述钢丝绳的固定端连接在所述主支架的低位处，所述定滑轮安装在所述主支架上。
多个所述平面雨量收集容器固定在集雨架Ⅰ的顶部。
多个所述立面雨量收集容器固定在集雨架Ⅱ的迎雨侧。
本发明具有的优点和积极效果是：仿水舌形落体的体型可根据水舌形态设计，质量用于反映水舌平均密度，喷溅量采用平面雨量收集容器和立面雨量收集容器的集雨量计量，可用于不同垂向冲击动量下，异型雾化源单体和多体组合作用下的喷溅雾雨量分布测定研究。采用电磁铁控制仿水舌形落体的下落，操作方便；采用主支架的钢丝绳升降调节仿水舌形落体的高度，便于冲击流速的控制和计算。本发明可为高坝泄洪挑坎体型比选和水舌随机喷溅雾化数值预测模型的优化提供参考。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、仿水舌形落体；2、电磁铁；3、钢丝绳；4、定滑轮；5、主支架；6、水垫槽；6-1、支撑架；7、限位槽；7-1、闸门；7-2、缓冲垫；7-3、限位翻转板；8-1、平面雨量收集容器；8-2、立面雨量收集容器；9-1、集雨架Ⅰ；9-2、集雨架Ⅱ。
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1，一种异型雾化源垂向喷溅雾雨分布的试验方法，包括水垫槽6，所述水垫槽6的下方设有支撑架6-1，在所述水垫槽6的底部下方固接有与其连通的限位槽7，在所述限位槽7的上方高悬有仿水舌形落体1，所述仿水舌形落体1吸固在电磁铁2的下方，所述电磁铁2固接在钢丝绳3的下端，所述钢丝绳3连接在主支架5上。
在所述仿水舌形落体1的喷溅区内设有多个位于同一水平面内的平面雨量收集容器8-1和多个位于同一立面内的立面雨量收集容器8-2，所述平面雨量收集容器8-1的收集口朝上，所述立面雨量收集容器8-2的收集口位于迎雨侧上部，可收集空间雾化雨量且减免固壁凝结水滴的影响。
在所述限位槽7的入口处设有限位翻转板7-3，所述限位翻转板7-3的一端与所述限位槽7的边沿铰接，在所述限位翻转板7-3的上方设有复位拉簧，所述复位拉簧的一端与所述限位翻转板7-3连接，另一端与所述限位槽7的边沿连接；在所述限位槽7的一侧设有闸门7-1，用于仿水舌形落体1的回收和水垫槽6的排水。
试验时，关闭限位槽7的闸门7-1，在水垫槽6内冲水垫至设计高度，降低钢丝绳3，接通电磁铁2的电源，将所述仿水舌形落体1吸固在电磁铁2的下面，通过调节钢丝绳3使仿水舌形落体1悬吊静置于设计高度，待仿水舌形落体1静置平稳后，关闭电磁铁2的电源，仿水舌形落体1自由下落，先后经过水垫槽6和限位翻转板7-3进入限位槽7，在此过程中，仿水舌形落体1冲击水垫槽6的水面形成喷溅雾雨，限位翻转板7-3在复位拉簧的作用下回复至水平位置，将仿水舌形落体1限制在限位槽7内，防止因仿水舌形落体1反弹引起二次冲击，完成一次喷溅后开启闸门7-1取出仿水舌形落体1，多次重复上述过程，完成多次喷溅，测量各个平面雨量收集容器8-1和立面雨量收集容器8-2的集雨量，然后确定仿水舌形落体1的垂向喷溅雾雨分布情况。在首次喷溅操作前，通过使仿水舌形落体1自由下落，确定其喷溅区。通过改变仿水舌形落体1的高度和质量来改变冲击动量，通过更换仿水舌形落体1来改变喷溅源的体积或形状，进而模拟异型雾化源单体喷溅雾雨量，通过改变仿水舌形落体1的数量可实现组合异型雾化源的喷溅雾雨量。对比不同雾化源的喷溅雨量分布，即可确定异型水舌单体及组合的等效体型。
在本实施例中，为了保护限位槽7的底面，在所述限位槽7的底部设有缓冲垫7-2。为了方便操作，所述钢丝绳3绕经定滑轮4，所述钢丝绳3的固定端连接在所述主支架5的低位处，所述定滑轮4安装在所述主支架5上。为了控制测点的空间位置，可将多个所述平面雨量收集容器8-1固定在集雨架Ⅰ9-1的顶部。同理，可将多个所述立面雨量收集容器8-2固定在集雨架Ⅱ9-2的迎雨侧。
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 (5)
1.一种异型雾化源垂向喷溅雾雨分布的试验方法，其特征在于，该方法采用水垫槽，所述水垫槽的下方设有支撑架，在所述水垫槽的底部下方固接有与其连通的限位槽，在所述限位槽的上方高悬有仿水舌形落体，所述仿水舌形落体吸固在电磁铁的下方，所述电磁铁固接在钢丝绳的下端，所述钢丝绳连接在主支架上；在所述仿水舌形落体的喷溅区内设有多个位于同一水平面内的平面雨量收集容器和多个位于同一立面内的立面雨量收集容器，所述平面雨量收集容器的收集口朝上，所述立面雨量收集容器的收集口位于迎雨侧上部；在所述限位槽的入口处设有限位翻转板，所述限位翻转板的一端与所述限位槽的边沿铰接，在所述限位翻转板的上方设有复位拉簧，所述复位拉簧的一端与所述限位翻转板连接，另一端与所述限位槽的边沿连接；在所述限位槽的一侧设有闸门；
试验时，关闭限位槽的闸门，在水垫槽内冲水垫至设计高度，降低钢丝绳，接通电磁铁的电源，将所述仿水舌形落体吸固在电磁铁的下面，通过调节钢丝绳使仿水舌形落体高悬于设计高度，待仿水舌形落体静置平稳后，关闭电磁铁的电源，仿水舌形落体自由下落，进入限位槽，完成一次喷溅后开启闸门取出仿水舌形落体，多次重复上述下落过程，完成多次喷溅，测量各个平面雨量收集容器和立面雨量收集容器的集雨量，然后确定仿水舌形落体的垂向喷溅雾雨分布情况。
2.根据权利要求1所述的异型雾化源垂向喷溅雾雨分布的试验方法，其特征在于，在所述限位槽的底部设有缓冲垫。
3.根据权利要求1所述的异型雾化源垂向喷溅雾雨分布的试验方法，其特征在于，所述钢丝绳绕经定滑轮，所述钢丝绳的固定端连接在所述主支架的低位处，所述定滑轮安装在所述主支架上。
4.根据权利要求1所述的异型雾化源垂向喷溅雾雨分布的试验方法，其特征在于，多个所述平面雨量收集容器固定在集雨架Ⅰ的顶部。
5.根据权利要求1所述的异型雾化源垂向喷溅雾雨分布的试验方法，其特征在于，多个所述立面雨量收集容器固定在集雨架Ⅱ的迎雨侧。
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