大流量环型实验水槽制造技术

本实用新型专利技术是关于一种大流量环型实验水槽，包括环型槽、推流器、变频器、导流板和蜂窝状稳流格栅；该环型槽宽为3-4m，深为1-4m，由相互平行的两段直部和连接两直部的两段弯部组成，该直部为试验段，长度为10-19m；该弯部为半圆形；推流器设置于至少一个直部与弯部的连接处；该弯部的另一端连接蜂窝状稳流格栅；变频器与推流器连接；导流板为垂直于水面且相互平行的数道隔板，设置于两段弯部中，其具有与该弯部一致的弯曲度；蜂窝状稳流格栅为复数个平行排列的管道，布设于直部与弯部连接处的水槽中，管道的轴向与水流方向一致，其纵向高度不低于水流高度。该实验水槽流量可达到2-5m3/s，实现了大流量水流的循环流动。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于室内水力学实验的实验水槽，具体涉及用于河道原状植被水力学实验的循环水流实验水槽。
技术介绍
随着河流生态修复工程的不断深入，设计人员迫切需求河流生态构建与修复工程的相关技术参数。河流生态修复中生物措施与河道安全行洪、岸坡稳定性、河流生态状况、 生态系统恢复力等的关系复杂，如何获取河道蜿蜒形态、糙率、抗冲性、生态适应性等工程设计参数至关重要。现有用于模拟带植被室内水力学实验装置多采用玻璃水槽，水槽规格相对较小， 其流量一般不超过O. 2m3/s，有压水槽的流量也多小于O. 4m3/s，难以实现河道原状植被水力学实验(要求具有较大的实验断面和相应的大流量)，只能采用缩比尺后的塑料模拟植被，造成实验条件与实际的天然状态存在较大差距，对天然植被条件下的水流与植被相互关系难以获得有效模拟。
技术实现思路
为克服现有水槽流量小、无法实现含植被水力学实验的缺点，本技术提供一种大流量的环型水槽，通过对水槽的整体结构设计,实现大流量水流的循环流动,从而确保模拟含乔、灌木植被室内水力学实验的准确性。为实现上述目的，本技术的技术方案包括一种大流量环型实验水槽，其包括环型槽I、推流器2、变频器3、导流板4和蜂窝状稳流格栅5 ；该环型槽I单向宽为3_4m，深为l_4m，由相互平行的两段直部11和连接两直部的两段弯部12组成，该直部为试验段，长度为10-19m ;该弯部为半圆形；该推流器2设置于至少一个直部与弯部的连接处，其出水口朝向该弯部；该弯部的另一端连接蜂窝状稳流格栅5 ；该变频器3与推流器2连接；该导流板4为垂直于水面且相互平行的数道隔板，设置于两段弯部12中，其具有与该弯部一致的弯曲度；该蜂窝状稳流格栅5为复数个平行排列的管道，布设于直部与弯部连接处的水槽中，管道的轴向与水流方向一致，其纵向高度不低于水流高度。如上所述的大流量环型实验水槽，其中，该导流板的高度为l-4m;相邻两个导流板的间距不大于40cm。如上所述的大流量环型实验水槽，其中，该蜂窝状稳流格栅5的管道长度为 100-150cm，管径为 60-80臟。本技术的有益效果在于I、该大流量环型实验水槽工作时，固定在一侧水槽底部的推流器启动，叶轮旋转带动水流通过水槽弯部的导流板，进而通过稳流格栅流入水槽的直部形成环流。单向过流断面宽3-4m,水深l-4m,使用总电机功率35 75kw的推流器,流量可达到2-5m3/s,实现了大流量水流的循环流动。2、推流器的位置设置于水槽弯部一端，运行时推动水流经较短弯部过渡段后，进入直部实验段，该设计实现了耗能少、同等水位情况下获得最大流量。3、于水槽弯部设置导流板可防止大流量下水流转弯处形成旋涡，水流经导流板后通过蜂窝状稳流格栅保证了水流的层流状态，该两处设计可确保水流保持均匀流形态。附图说明图I是本技术的平面结构示意图。图2是A-A剖面图。具体实施方式下面通过实例详细描述本技术。实施例I如图I所示，在本技术的一种优选实施方式中，大流量环型实验水槽包括环型槽I、推流器2、变频器3、导流板4和蜂窝状稳流格栅5。环型槽I内部宽3m，深2. 7m,由相互平行的两段直部11和连接两直部的两段弯部12组成，该直部为试验段。本实施例中两直部由一隔墙13隔开，直部长度为19m，底部铺设O. 5m厚的永定河砂砾质河床回填料15。 两弯部均为半圆形。推流器为圆柱型电机外挂叶轮，叶轮直径615mm，为达到流量要求，使用两台推流器总电机功率35 75kw。推流器2设置于其中一段直部与弯部的连接处，叶轮导流罩距槽底部50cm ;该弯部的另一端连接蜂窝状稳流格栅5。变频器固定于该处水槽顶部，与推流器连接，频率范围为45. OHz-50. 0Hz，通过调节变频器的频率控制实验水流流速。如图I和图2所示，在两段弯部12中设置导流板4，其为垂直于水面且相互平行的数道隔板，具有与该弯部一致的弯曲度。导流板的高度为2. 2m ;相邻两个导流板的间距为 40cm。蜂窝状稳流格栅5为复数个平行排列的管道，布设于直部与弯部连接处的水槽中，管道的轴向与水流方向一致，其纵向堆叠高度为2m,管道长度为100cm,管径为60mm。实施例2含锦带花的河床糙率水槽实验使用实施例I所述的大流量环型实验水槽进行含锦带花的河床糙率水槽实验，锦带花种植于单侧实验段水槽内，种植间距为40 X 40cm、20 X 40cm两种，长度14.40m。实验的具体步骤为蓄水量淹没过推流器叶轮后，启动变频器，促使固定在一侧水槽底部推流器的叶轮高速旋转，带动水流通过水槽弯部的导流板，进而通过稳流格栅流入水槽的直部形成稳定均匀的环流，其中实验水流流速通过变频器高、低频率开关控制。水槽最大流量达2.25m3/s。在实验观测段内布设3个观测测针14测量水位，通过ADCP测得3个断面的流速，基于测量的水位、流速、水深、水槽宽等数据，利用曼宁公式计算糙率系数。权利要求1.一种大流量环型实验水槽，其特征在于，其包括环型槽(I)、推流器(2)、变频器(3)、 导流板(4)和蜂窝状稳流格栅(5)；该环型槽(I)单向宽为3-4m，深为l-4m，由相互平行的两段直部(11)和连接两直部的两段弯部(12)组成，该直部为试验段，长度为10-19m ;该弯部为半圆形；该推流器(2)设置于至少一个直部与弯部的连接处，其出水口朝向该弯部；该弯部的另一端连接蜂窝状稳流格栅(5)；该变频器(3)与推流器(2)连接；该导流板(4)为垂直于水面且相互平行的数道隔板，设置于两段弯部(12)中，其具有与该弯部一致的弯曲度；该蜂窝状稳流格栅(5)为复数个平行排列的管道，布设于直部与弯部连接处的水槽中，管道的轴向与水流方向一致，其纵向堆叠高度不低于水流高度。2.如权利要求I所述的大流量环型实验水槽，其特征在于，所述导流板的高度为l_4m； 相邻两个导流板的间距不大于40cm。3.如权利要求I或2所述的大流量环型实验水槽，其特征在于，所述蜂窝状稳流格栅(5)的管道长度为100-150cm,管径为60_80mm。专利摘要本技术是关于一种大流量环型实验水槽，包括环型槽、推流器、变频器、导流板和蜂窝状稳流格栅；该环型槽宽为3-4m，深为1-4m，由相互平行的两段直部和连接两直部的两段弯部组成，该直部为试验段，长度为10-19m；该弯部为半圆形；推流器设置于至少一个直部与弯部的连接处；该弯部的另一端连接蜂窝状稳流格栅；变频器与推流器连接；导流板为垂直于水面且相互平行的数道隔板，设置于两段弯部中，其具有与该弯部一致的弯曲度；蜂窝状稳流格栅为复数个平行排列的管道，布设于直部与弯部连接处的水槽中，管道的轴向与水流方向一致，其纵向高度不低于水流高度。该实验水槽流量可达到2-5m3/s，实现了大流量水流的循环流动。文档编号G09B23/12GK202352191SQ201120472880公开日2012年7月25日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日专利技术者叶芝菡, 吴敬东, 孟庆义, 尹玉冰, 常国梁, 易作明, 李文忠, 潘卫国, 白国立, 胡晓静, 黄炳彬 申请人:北京市水利科学研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炳彬，胡晓静，易作明，孟庆义，吴敬东，常国梁，尹玉冰，叶芝菡，李文忠，潘卫国，白国立，
申请(专利权)人：北京市水利科学研究所，
类型：实用新型
国别省市：