CN203755229U - 水流循环的多功能实验系统 - Google Patents
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Abstract
一种水流循环的多功能实验系统，包括带输水管道的蓄水池，蓄水池一侧的池壁内安装有出水闸门，至少一根带调速阀的输水管连通蓄水池下部和实验水池，蓄水池的高度高于实验水池的高度，形成一定坡度的水槽一端通过出水闸门与输水管上部的蓄水池连通，水槽另一端与实验水池一端顶部连通，水槽内安装有可控开度的导叶，实验水池另一端通过格栅与安装于实验水池一侧的回水暗沟一端连通，回水暗沟另一端通过集水井及带水泵的水管与蓄水池连通。本实用新型提供的一种水流循环的多功能实验系统，可以克服现有室内水力学实验模型及装置的耗水量大、功能单一、不可重复利用的不足，节约水量、可重复利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种室内水工实验模型，尤其是一种室内的水流循环的多功能实验系统。
背景技术
中国水利水电经过几十年特别是近十年的发展，取得了举世瞩目的成绩，为我国带来了巨大的经济和社会效益。但随着一些大型的水利工程修建完毕和未来几十年电力需求的增加，修建还有近50%未开发的小水电项目就迫在眉睫，这也是开发清洁能源、节能减排的必然要求。在设计、修建大型的水利工程时，按国家标准需要做相应水工模型试验，需要修建相应的水工模型。而一些专家学者认为，在修建小型的水电项目时，做相应的水工模型试验是大坝设计的必要条件，这就需要建设相应的室内水工模型。
目前，国内很少有针对小水电项目的水工模型，并且大多数存在功能单一、不能重复使用等问题，从而延长了项目研究的周期，增加了研究成本。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水流循环的多功能实验系统，可以克服现有室内水力学实验模型及装置的耗水量大、功能单一、不可重复利用的不足，节约水量、可重复利用。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种水流循环的多功能实验系统，包括带输水管道的蓄水池，蓄水池一侧的池壁内安装有出水闸门，至少一根带调速阀的输水管连通蓄水池下部和实验水池，蓄水池的高度高于实验水池的高度，形成一定坡度的水槽一端通过出水闸门与输水管上部的蓄水池连通，水槽另一端与实验水池一端顶部连通，水槽内安装有可控开度的导叶，实验水池另一端通过格栅与安装于实验水池一侧的回水暗沟一端连通，回水暗沟另一端通过集水井及带水泵的水管与蓄水池连通。
水槽的坡度为1：5～1：1。
水槽的坡度优选为1：2。
带调速阀的输水管的优选数量为三根。
实验水池另一端与排水管连通。
输水管道连通水工泵室和蓄水池。
格栅优选为木格栅。
水泵优选为变频水泵。
蓄水池上刻有刻度。
蓄水池的高度优选为实验水池高度的两倍。
本实用新型提供的水流循环的多功能实验系统，通过修建蓄水池、实验水池、回水暗沟和集水井，利用连通器原理，制造水位差为实验提供一定的水头，利用水头可以为实验提供一定的水流流速；通过在集水井安装水泵，利用水泵实现水流的循环来维持水位差的稳定，从而提供一个稳定的水力条件。可以克服现有室内水力学实验模型及装置的耗水量大、功能单一、不可重复利用的不足，不仅能满足一些针对特定水电项目的水工模型实验，还能满足一定范围内的有水流流速、流量和水头需求的一般性水力学实验，例如低水头船闸水力学问题的研究，低水头鱼道过鱼实验；也可满足一定的鱼类生态行为学实验，例如利用水流诱驱鱼技术的研究，鱼类生境模拟等；主要适用于较大比例的水工模型或一些一般性的水力问题的研究，能重复多次利用，大大的节约了实验研究的时间、成本，结构简单，施工方便，实用性较强。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型的主视图；
图2为本实用新型图1的俯视图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型包括带输水管道1的蓄水池2，蓄水池2一侧的池壁内安装有出水闸门3，至少一根带调速阀7的输水管6连通蓄水池2下部和实验水池8，蓄水池2的高度高于实验水池8的高度，形成一定坡度的水槽5一端通过出水闸门3与输水管6上部的蓄水池2连通，水槽5另一端与实验水池8一端顶部连通，水槽5内安装有可控开度的导叶4，实验水池8另一端通过格栅9与安装于实验水池8一侧的回水暗沟10一端连通，回水暗沟10另一端通过集水井11及带水泵12的水管13与蓄水池2连通。
水槽的坡度为1：5～1：1。
水槽的坡度优选为1：2。
带调速阀7的输水管6的数量为三根，经调速阀7调速之后为试验提供准确、稳定的水流。
实验水池8另一端与排水管14连通。
输水管道1连通水工泵室和蓄水池2。
格栅9为木格栅；水槽5优选为有机玻璃水槽。
水泵12为变频水泵。
蓄水池2上刻有刻度。
蓄水池2的高度为实验水池8高度的两倍。
实验水池8与回水暗沟10相连，且底部高程相同；实验水池8和回水暗沟10为砖砌结构，内衬瓷砖并涂抹防水水泥浆；针对不同内容的模型实验，只需在实验水池8中增设相应的机构或装置，例如模拟大坝在不同设计水位下的消能防冲实验时，在在实验水池8中增设大坝和水库模型。
蓄水池2尺寸为250cm×200cm×300cm；
出水闸门3底部高度2m，宽度为60cm；
实验水池8尺寸为1000cm×300cm×150cm；
有机玻璃水槽5的尺寸为200cm×60cm×70cm；
蓄水池2底部安装三只直径为50mm的PVC输水管6；
回水暗沟10宽度为50cm；高度为50cm，连接实验水池8和集水井11，集水井11尺寸为70cm×70cm×100cm，安装一台变频水泵12。
使用时，连接水工泵室的输水管道 1，将蓄水池 2 蓄满一定的水位，利用连通器原理，通过有调速阀 7的 PVC输水管6为实验提供特定流速的水流，同时通过安装有可控开度的导叶 4的有机玻璃水槽 5提供流态稳定的较大流量水流；实验后的水流通过实验水池 8、木格栅 9、回水暗沟 10、集水井 11，最后通过 变频水泵 12、水管 13输送到蓄水池2，实现水流循环。最后也可通过排水管 14排入下水道。
蓄水池 2中的水位由输水管 1输入水量来控制，试验时由蓄水池 2中的水位刻度来判定，为了保持不同工况下水位不变，通过安装在集水井 11中的变频水泵 12改变输水功率来实现。
有机玻璃水槽 5中的水流流量可用安装在蓄水池 2上的出水闸门 3来控制，水流流态由导叶 4调整，也可改变有机玻璃水槽 5的坡度或者长度，来满足实验的要求。
在实验水池 8中设置相应的实验模型，与有机玻璃水槽 5和PVC输水管6连接后，可满足多种实验。
蓄水池 2和实验水池 8的尺寸大小可根据水工实验室的大小、室内设施的布置来决定。
针对模拟大坝在不同设计水位下的消能防冲实验： 实验前，在实验水池8中，参照大坝设计方案的尺寸，按照相似定律以一定比例修建大坝和水库模型，并与 PVC输水管6和有机玻璃水槽5连接；试验时，蓄水池2水位保持在250cm，出水闸门3开度10cm，通过导叶4调整后使流态均匀；调整变频水泵12的工作频率，使蓄水池2和大坝模型中水位保持不变。
Claims (9)
1.一种水流循环的多功能实验系统，包括带输水管道（1）的蓄水池（2），蓄水池（2）一侧的池壁内安装有出水闸门（3），其特征在于：至少一根带调速阀（7）的输水管（6）连通蓄水池（2）下部和实验水池（8），蓄水池（2）的高度高于实验水池（8）的高度，形成一定坡度的水槽（5）一端通过出水闸门（3）与输水管（6）上部的蓄水池（2）连通，水槽（5）另一端与实验水池（8）一端顶部连通，水槽（5）内安装有可控开度的导叶（4），实验水池（8）另一端通过格栅（9）与安装于实验水池（8）一侧的回水暗沟（10）一端连通，回水暗沟（10）另一端通过集水井（11）及带水泵（12）的水管（13）与蓄水池（2）连通。
2.根据权利要求1所述的水流循环的多功能实验系统，其特征在于：水槽（5）的坡度为1：5～1：1。
3.根据权利要求1所述的水流循环的多功能实验系统，其特征在于：带调速阀（7）的输水管（6）的数量为三根。
4.根据权利要求1所述的水流循环的多功能实验系统，其特征在于：实验水池（8）另一端与排水管（14）连通。
5.根据权利要求1所述的水流循环的多功能实验系统，其特征在于：输水管道（1）连通水工泵室和蓄水池（2）。
6.根据权利要求1所述的水流循环的多功能实验系统，其特征在于：格栅（9）为木格栅。
7.根据权利要求1所述的水流循环的多功能实验系统，其特征在于：水泵（12）为变频水泵。
8.根据权利要求1所述的水流循环的多功能实验系统，其特征在于：蓄水池（2）上刻有刻度。
9.根据权利要求1所述的水流循环的多功能实验系统，其特征在于：蓄水池（2）的高度为实验水池（8）高度的两倍。
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