一种水库泄流能力实验设备和实验方法技术

本申请涉及一种水库泄流技术领域，尤其是涉及一种水库泄流能力实验设备和实验方法，其包括水库模型；所述水库模型的下部连接有泄洪洞和溢洪道；所述水库模型的内部设置有滑动连接的压板；所述压板与水库模型的内壁密封抵接，所述压板连接有用于驱动压板向下移动的驱动装置；所述压板上设置有用于检测压板下表面压力的压力传感器，所述压板上固定设置有用于检测压板相对于水库模型位置的位移传感器；所述溢洪道的底部连接有测压装置；所述压力传感器与位移传感器连接有控制器，所述驱动装置与控制器的输出端连接。本申请具有使水库在较小的制作成本情况下，提高溢洪道和泄洪洞的实验准确性的效果。准确性的效果。准确性的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种水库泄流能力实验设备和实验方法


[0001]本申请涉及一种水库泄流
，尤其是涉及一种水库泄流能力实验设备和实验方法。

技术介绍

[0002]水库是用于拦洪蓄水和调节水流的水利工程建筑物，还可以用来灌溉、发电和防洪，其重大的防洪作用是利用水库的库容拉蓄洪水，消减进入下游河道的洪峰流量，达到减免洪水灾害的目的。水库配套设置的工程包括主坝、副坝、溢洪道、泄洪洞、输水洞、电站厂房、退水闸、灌溉闸及消能防冲建筑物。在进行修建前需要对溢洪道的形状及泄洪洞的泄流能力进行实验，以使水库在建设完成后达到所需要的调节水流的作用。
[0003]相关技术中水库泄流能力实验设备，包括水库模型和与水库模型连接有泄洪洞和溢洪道，水库模型上安装有用于向水库模型内加水的水泵，然后水再从泄洪洞和/或溢洪道流出，以观察溢洪道和泄洪洞内的水压，从而对泄洪洞和溢洪道进行实验，对于实验验证的要求，溢洪道和泄洪洞在制作的过程中如果比例尺过小，实验验证过程中难以准确测出靠近零值的水压。
[0004]但是上述结构中专利技术人认为，受到溢洪道和泄洪洞制作比例尺的限制，水库模型的尺寸如果随着溢洪道和泄洪洞较大的比例尺进行制作，水库模型比较大，制作成本较大，如果水库模型单独设计较小的比例尺，难以准确地对溢洪道和泄洪洞进行模拟。

技术实现思路

[0005]为了使水库在较小的制作成本情况下，提高溢洪道和泄洪洞的实验准确性，本申请提供一种水库泄流能力实验设备和实验方法。
[0006]本申请提供一种水库泄流能力实验设备，采用如下的技术方案：一种水库泄流能力实验设备，包括水库模型；所述水库模型的下部连接有泄洪洞和溢洪道；所述水库模型的内部设置有滑动连接的压板；所述压板与水库模型的内壁密封抵接，所述压板连接有用于驱动压板向下移动的驱动装置；所述压板上设置有用于检测压板下表面压力的压力传感器，所述压板上固定设置有用于检测压板相对于水库模型位置的位移传感器；所述溢洪道的底部连接有测压装置；所述压力传感器与位移传感器连接有控制器，所述驱动装置与控制器的输出端连接。
[0007]通过采用上述技术方案，使用时，水库模型内设置有滑动的压板，当驱动装置对将压板向下施加作用力后，压板会对水库模型内的水加压，当由于水库在较小的作用成本情况下，水库模型较低，而通过压板的作用能够模拟较高的水位由泄洪洞和溢洪道流出的情景，而通过压力传感器控制压板向水库模型内的水进行挤压，从而能够使水库模型较低的情况下仍然能够准确模拟较高水位的情况，对于压板上的位移传感器可以检测压板相对于水库模型的位置，从而能够通过控制器进行调节压板的压力，以模拟不同的降雨情况下水库积水，而且当压板向下移动时，可以通过压板压力的增大以弥补水库模型内的水量而压
力降低的情况。
[0008]优选的，所述溢洪道所对应于水库模型的内壁位置设置有导流板；所述导流板采用直线段和四分之一椭圆段组成；所述直线段垂直于水库模型的内壁远离于溢洪道；所述椭圆段相切于直线段连接于直接线远离于水库模型内壁的一端；所述椭圆段的直线方程为X2/502+Y2/302=1。
[0009]通过采用上述技术方案，导流板包括直线段和四分之一的椭圆段，增加椭圆段且直线方程为X2/502+Y2/302=1的导流板容易对从溢洪道处流出的水进行引导，减少进入到溢洪道之后形成旋流区的情况，提高溢洪道实验准确性。
[0010]优选的，所述溢洪道包括一个底板和两个侧板；所述侧板平行间隔设置在底板的两侧；所述底板的下方沿着底板的长度方向间隔设置有多个调节装置；所述测压装置包括量筒和连通管；所述连通管的一端连接于量筒，另一端由底板的下部贯穿底板，并与底板的上表面平齐。
[0011]通过采用上述技术方案，底板位于两个侧板之间的位置，底板下方设置有多个调节装置，当对溢洪道进行实验的过程中，通过量筒观察连通管与底板连接位置的压力，压力过小时，可采取调节装置将底板对应于调节装置的位置进行调节，从而使底板的形状进行优化。
[0012]优选的，所述调节装置包括底架、调节板、调节杆和调节螺母；所述调节板固定在底板的下表面，所述调节板的长度方向沿着底板的宽度方向设置；所述调节杆的上端连接于调节板；所述调节螺母螺纹连接在调节杆上，所述底架位于调节板的正下方，所述调节螺母转动连接于底架上。
[0013]通过采用上述技术方案，底架上转动连接调节螺母，当转动调节螺母时，调节螺母相对于调节杆转动，从而使调节杆在沿着调节杆的长度方向进行调节，进而调节板带动底板形状的变化，使底板形状通过调节螺母的转动进行调节，方便底板形状的变化，而且操作比较容易，同时能够在底板实验过程中进行操作，达到随时观察调整变化的作用。
[0014]优选的，所述驱动装置包括拉绳、滑轮和驱动组件；所述驱动组件位于水库模型的底部；所述滑轮安装在压板的下表面，所述滑轮设置四个且分布在压板的四个角；所述拉绳有两个，两个所述滑轮为一组；所述拉绳的一端固定在水库模型的侧壁上，另一端依次穿过一组内的两个所述滑轮上，并与驱动组件连接；所述驱动组件同步拉紧两个拉绳。
[0015]通过采用上述技术方案，滑轮设置在压板的四个角，并且两个拉绳分别与一组滑轮对应，进而两个拉绳能够均匀地对压板四个角的位置产生相同的作用力，使压板的状态处于水平位置，而且驱动组件位于水库模型的底部，不占用水库模型的总高度。
[0016]优选的，所述拉绳上设置有拉力传感器；所述拉力传感器与控制器连接。
[0017]通过采用上述技术方案，拉力传感器设置在拉绳上，拉力传感器用于对拉绳的拉力进行检测，并通过拉力传感器与控制器连接，从而在拉力传感器上的拉力作为参考的情况下能够准确地控制对压板，同时两个拉力传感器能够方便观察压板当前的状态是否处于水平位置。
[0018]优选的，所述驱动组件包括蜗轮、蜗杆、收卷轮和驱动电机；所述水库模型的底部固定设置有底座；所述收卷轮转动连接在底座上；所述拉绳的端部固定在收卷轮上；所述蜗轮同轴固定在收卷轮上；所述驱动电机固定在底座上；所述蜗杆同轴固定在驱动电机上；所
述蜗杆与蜗轮啮合；所述驱动电机连接于控制器的输出端。
[0019]通过采用上述技术方案，驱动电机在控制器的作用下转动，驱动电机带动蜗杆，蜗杆带动蜗轮转动，从而收卷轮能够将拉绳进行收卷；蜗轮与蜗杆的减速作用能够使驱动电机对收卷轮的驱动力更大，进而压板能够产生更大的压力。
[0020]优选的，两个所述拉绳对应的两个驱动组件之间设置有转轴；所述转轴的两端分别安装有一个主动锥齿轮；所述蜗杆上安装有从动锥齿轮；两个所述主动锥齿轮与两个从动锥齿轮一一对应啮合。
[0021]通过采用上述技术方案，转轴的两端分别安装一个主动锥齿轮，蜗杆上设置从动锥齿轮，当一个蜗杆转动时，通过从动锥齿轮、主动锥齿轮和转轴能够带动另一个蜗杆转动，相反同理，从而转轴、主动锥齿轮和从动锥齿轮能够将两个蜗杆的转速处于相同的状态，进而保证压板的四个角能够处于同一高度。
[0022]本申请提供一种水库泄流能力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水库泄流能力实验设备，其特征在于：包括水库模型（1）；所述水库模型（1）的下部连接有泄洪洞（3）和溢洪道（2）；所述水库模型（1）的内部设置有滑动连接的压板（5）；所述压板（5）与水库模型（1）的内壁密封抵接，所述压板（5）连接有用于驱动压板（5）向下移动的驱动装置（6）；所述压板（5）上设置有用于检测压板（5）下表面压力的压力传感器（51），所述压板（5）上固定设置有用于检测压板（5）相对于水库模型（1）位置的位移传感器（71）；所述溢洪道（2）的底部连接有测压装置（4）；所述压力传感器（51）与位移传感器（71）连接有控制器，所述驱动装置（6）与控制器的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种水库泄流能力实验设备，其特征在于：所述溢洪道（2）所对应于水库模型（1）的内壁位置设置有导流板（18）；所述导流板（18）采用直线段（181）和四分之一椭圆段（182）组成；所述直线段（181）垂直于水库模型（1）的内壁远离于溢洪道（2）；所述椭圆段（182）相切于直线段（181）连接于直接线远离于水库模型（1）内壁的一端；所述椭圆段（182）的直线方程为X2/502+Y2/302=1。3.根据权利要求1所述的一种水库泄流能力实验设备，其特征在于：所述溢洪道（2）包括一个底板（22）和两个侧板（21）；所述侧板（21）平行间隔设置在底板（22）的两侧；所述底板（22）的下方沿着底板（22）的长度方向间隔设置有多个调节装置（8）；所述测压装置（4）包括量筒（41）和连通管（42）；所述连通管（42）的一端连接于量筒（41），另一端由底板（22）的下部贯穿底板（22），并与底板（22）的上表面平齐。4.根据权利要求3所述的一种水库泄流能力实验设备，其特征在于：所述调节装置（8）包括底架（81）、调节板、调节杆（82）和调节螺母（83）；所述调节板固定在底板（22）的下表面，所述调节板的长度方向沿着底板（22）的宽度方向设置；所述调节杆（82）的上端连接于调节板；所述调节螺母（83）螺纹连接在调节杆（82）上，所述底架（81）位于调节板的正下方，所述调节螺母（83）转动连接于底架（81）上。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的一种水库泄流能力实验设备，其特征在于：所述驱动装置（6）包括拉绳（61）、滑轮（62）和驱动组件（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉良，李松平，闫长位，李智喻，赵雪萍，王笑飞，崔洪涛，李磊，苏晓玉，张胜军，杨亚东，杨炬敏，许娟芳，王建华，袁吉娜，于文龙，许强，李敏，张琦，赵梓言，蔡毅，贺爽，魏轩，崔如馨，任泽亚，闫一博，沈超凡，李修铭，
申请(专利权)人：河南省水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：