开闸式和持续入流式两用异重流试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术了一种开闸式和持续入流式两用异重流试验装置。本实用新型专利技术包括第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱、水槽、十字标定线、闸门和泥沙悬浮仪；水槽长度方向上的两端分别设置有直角引流管，通过直角引流管分别与第一储水箱和微型储水箱联通；第二储水箱通过第一引流装置与水槽联通，第一引流装置将第二储水箱中的流体引流至水槽，第三储水箱通过第二引流装置与第二储水箱，第二引流装置将第三储水箱中的流体引流至第二储水箱。本实用新型专利技术装置设计新颖，结构简单，整体性好，可适用工况广泛，试验精度高。

【技术实现步骤摘要】
开闸式和持续入流式两用异重流试验装置
本技术涉及近海工程水力模型试验领域，具体涉及一种开闸式和持续入流式两用异重流试验装置。
技术介绍
异重流，又称为密度流，是因为密度差异使得其中一种流体沿着交界面流动，在流动过程中不与其他流体发生全局性掺混的现象。异重流按形成密度差异的原因分为两类：组分驱动异重流和颗粒驱动异重流。组分驱动异重流又可以分为盐度差异和温度差异形成的异重流，常见有河口盐水楔、发电厂温排水；颗粒驱动异重流常见有海底浊流、浑水异重流等。异重流在自然界和工程界的普遍性和重要性，对国民经济建设、环境保护等方面有着十分重要的作用。利用异重流进行水库泄洪以延长水库寿命，恢复下游河道冲刷；温差异重流对农作物灌溉、鱼类繁殖及野生动物保护等提供科学依据，然而这些都是异重流研究的难点和热点问题。现已公布的专利方案中，国内外已经给出多种开闸式异重流研究的水槽系统，但对于开闸式和持续入流式两用异重流试验装置的技术方案还较为缺乏；已开展的开闸式和持续入流式试验过程中大多存在着装置模型构件繁多，结构复杂，每次试验过程需重新制作模型从而导致的试验成本过高等问题；同时已有模型试验设计中，鲜有考虑研究闸门开度、异重流浓度、底床粗糙度、地形突变四者耦合作用下异重流流动过程装置的技术方案。
技术实现思路
本技术克服了现有技术中的不足，提供了一种开闸式和持续入流式两用异重流试验装置。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：本技术包括第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱、水槽、十字标定线、闸门和泥沙悬浮仪；水槽长度方向上的两端分别设置有直角引流管，通过直角引流管分别与第一储水箱和微型储水箱联通；第二储水箱通过第一引流装置与水槽联通，第一引流装置将第二储水箱中的流体引流至水槽，第三储水箱通过第二引流装置与第二储水箱，第二引流装置将第三储水箱中的流体引流至第二储水箱。所述的水槽内部设置有闸孔开度可控的闸门，该闸门靠近所述的第一引流装置，水槽的中上部设置有十字标定线，水槽的侧面和上方均设置有高速摄像机。所述的第一引流装置和第二引流装置结构相同，均包括真空泵、阀门开关和流量计，阀门开关的一端连接真空泵，另一端连接流量计。所述的第三储水箱中还带有可更换的泥沙悬浮仪。所述的第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱和水槽均装有排水设施。进一步说，所述第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱和水槽的壁面采用亚克力板，所述第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱和水槽均过可伸缩的导杆与滑轮连接；所述滑轮设置在轨道上。进一步说，所述的闸门两侧均有闸门固定装置。进一步说，所述泥沙悬浮仪的中心轴与叶片连接采用可拆卸的轴片连接环，叶片末端均贴附有叶片加厚板，增加叶片局部刚性。进一步说，所述的水槽靠近第一储水箱的壁面上带有刻度线。本技术的有益效果：1、本技术装置可靠性强，结构简单，整体性好，装置设计、制作花费小，试验成本低廉；试验过程简单方便，试验效率高。2、本技术装置采用可更换泥沙悬浮仪，将复杂试验条件及试验过程简化，提高试验的可操作性；拓展了针对不同异重流浓度试验的工况范围。3、本技术装置采用可变闸孔开度，可方便实现探索不同闸孔开度下持续入流式异重流试验装置中水动力学特性的目的。通过附加模型组合可实现探究异重流在不同粗糙度底床上运动特性、在地形突变底床上运动特性。针对可调闸孔开度的持续入流式异重流试验装置，本技术构件组合设计灵活，可适用工况广泛，可靠性强。4、本技术装置采用高速摄像机实时记录异重流运动过程，试验精度高，数值获取实时性强，试验过程操作简洁方便。5、本技术的试验过程演示性和可操作性明显，并可结合粒子图像测速技术（ParticleImageVelocimetry,PIV）等技术手段进行精细化水力过程试验，结合本装置的试验设计可拓展性显著，并为相关持续入流式装置模型试验技术开发及应用提供了有益参考。综上所述，本试验装置设计新颖，结构简单，整体性好，可靠性强；装置构件组合设计灵活，可适用工况广泛，尤其针对不同闸孔开度和安置附加模型试验工况；应用高速摄像机实时记录异重流运动过程，数据获取实时性强，试验精度高；本试验过程操作简洁方便，具有试验过程效率高，试验设计灵活性强，可借鉴性显著等优点。附图说明图1是本技术的侧视示意图。图2是本技术的俯视示意图。图3是本技术的闸门示意图。图4是本技术的泥沙悬浮仪示意图。图中：1.储水箱，2.直角引流管，3.排水管，4.排水阀，5.滑轮，6.导轨，7.刻度线，8.水槽，9.标定十字线，10.闸门，11.导流管，12.流量计，13.阀门开关，14.直角引流管，15.微型储水箱，16.承重台，17真空泵，18.储水箱，19.导流管，20.流量计，21.阀门开关，22.储水箱，23.泥沙悬浮仪，24.真空泵，25.闸门固定装置，26.中心轴，27.轴片连接环，28.叶片，29.叶片加厚板。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。一种开闸式和持续入流式两用异重流试验装置，包括储水箱1、18、22、水槽8、十字标定线9、闸门10和泥沙悬浮仪23；水槽8长度方向上的两端分别设置有直角引流管2、14，通过直角引流管分别与储水箱1和微型储水箱15联通；储水箱18通过第一引流装置与水槽8联通，第一引流装置将第二储水箱18中的流体引流至水槽8，第三储水箱22通过第二引流装置与第二储水箱18，第二引流装置将第三储水箱22中的流体引流至第二储水箱18。所述的水槽内部设置有闸孔开度可控的闸门，该闸门靠近所述的第一引流装置，水槽的中上部设置有十字标定线，水槽的侧面和上方均设置有高速摄像机；所述的第一引流装置和第二引流装置结构相同，均包括真空泵17、24、阀门开关13、21和流量计12、20，阀门开关的一端连接真空泵，另一端连接流量计，三者之间由导流管11、19串接；所述的第三储水箱22中还带有可更换的泥沙悬浮仪23；所述的第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱和水槽均装有排水设施，排水设施由排水管3和排水阀4组成，所述的微型储水箱由承重台16支撑。本实施例中，所述储水箱和水槽壁面采用亚克力板，储水箱左侧的壁面上带有刻度线7。储水箱和水槽均过可伸缩的导杆与滑轮5连接；所述滑轮5设置在轨道6上。水槽壁面十字标定线相互垂直，且水平线为10cm，竖直线为5cm。闸门两侧均有闸门固定装置25，闸门提升至一定高度后，闸门固定装置会自动固定闸门，使闸门保持静止状态，实验结束后闸门固定装置自动释放，闸门可以自由升降。泥沙悬浮仪的中心轴26与叶片28连接采用可拆卸的轴片连接环27，叶片末端均进行加厚处理，贴附叶片加厚板29，增加叶片局部刚性。实验中泥沙悬浮仪备有不同转速、不同叶片形状、不同叶片面积，应用于不同异重流浓度变化工况。所述水槽中设置的闸门为可控高度提拉闸门。所述一种开闸式和持续入流式两用异重流试验装置在试验过程中需安放于适宜环境中，并将两台高速摄像机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.开闸式和持续入流式两用异重流试验装置，包括第一储水箱（1）、第二储水箱（18）、第三储水箱（22）、水槽（8）、十字标定线（9）、闸门（10）和泥沙悬浮仪（23）；其特征在于：水槽（8）长度方向上的两端分别设置有直角引流管（2、14），通过直角引流管（2、14）分别与第一储水箱（1）和微型储水箱（15）联通；第二储水箱（18）通过第一引流装置与水槽（8）联通，第一引流装置将第二储水箱（18）中的流体引流至水槽（8），第三储水箱（22）通过第二引流装置与第二储水箱（18），第二引流装置将第三储水箱（22）中的流体引流至第二储水箱（18）；所述的水槽内部设置有闸孔开度可控的闸门（10），该闸门（10）靠近所述的第一引流装置，水槽的中上部设置有十字标定线（9），水槽的侧面和上方均设置有高速摄像机；所述的第一引流装置和第二引流装置结构相同，均包括真空泵（17、24）、阀门开关（13、21）和流量计（12、20），阀门开关的一端连接真空泵，另一端连接流量计；所述的第三储水箱（22）中还带有可更换的泥沙悬浮仪（23）；所述的第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱和水槽均装有排水设施。

【技术特征摘要】
1.开闸式和持续入流式两用异重流试验装置，包括第一储水箱（1）、第二储水箱（18）、第三储水箱（22）、水槽（8）、十字标定线（9）、闸门（10）和泥沙悬浮仪（23）；其特征在于：水槽（8）长度方向上的两端分别设置有直角引流管（2、14），通过直角引流管（2、14）分别与第一储水箱（1）和微型储水箱（15）联通；第二储水箱（18）通过第一引流装置与水槽（8）联通，第一引流装置将第二储水箱（18）中的流体引流至水槽（8），第三储水箱（22）通过第二引流装置与第二储水箱（18），第二引流装置将第三储水箱（22）中的流体引流至第二储水箱（18）；所述的水槽内部设置有闸孔开度可控的闸门（10），该闸门（10）靠近所述的第一引流装置，水槽的中上部设置有十字标定线（9），水槽的侧面和上方均设置有高速摄像机；所述的第一引流装置和第二引流装置结构相同，均包括真空泵（17、24）、阀门开关（13、21）和流量计（12、20），阀门开关的一端连接真空泵，另一端连接流量计；所述的第三储水箱（...

【专利技术属性】
技术研发人员：林颖典，熊杰，刘雅钰，袁野平，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33