一种虹吸管路输送性能试验台制造技术

本发明专利技术提供了一种虹吸管路输送性能试验台，包括主水箱，虹吸管和下水箱；所述主水箱与下水箱存在高度差，所述下水箱通过循环水泵连通主水箱；所述虹吸管的一端位于主水箱内，所述虹吸管的另一端设有真空泵，所述虹吸管与下水箱通过主管连通，所述主水箱出口与主管通过支管连通。位于主水箱内的所述虹吸管的一端设有整流器，所述整流器内设有若干均布渐扩管，若干所述渐扩管大端与虹吸管的一端汇集连通。本发明专利技术可以有效观察水箱及虹吸管，主管，驼峰以及下降段的流动状态并进行图像采集，使用不同类型入口整流器从而模拟出多种应用场合，从而系统地探索入口流态，上下水位差，管径等对虹吸管输送性能的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种虹吸管路输送性能试验台
本专利技术涉及流体管路实验领域或者虹吸输送领域，特别涉及一种虹吸管路输送性能试验台。
技术介绍
虹吸输水的基本工作原理为：利用重力作用，在充满水的管道中，由上、下游水位差而产生的重力作为动力，驱动管内水流动，从而达到无外加动力驱动的水流输送，从而使得水流源源不断地从高处流向低处，其优点在于可以减少工程水下作业工作量，降低施工中的困难。当前，水利工程需求很大，在小型水库中常使用虹吸式输水管进行排水，尽管虹吸管设备在国外已经得到了较广泛的应用，但是关于它的水力设计和性能研究都还未成熟，在实际应用中往往借鉴工程经验，而对其自吸机理尚未有深入透彻的研究。虹吸式输水管的性能提升必须通过试验对其自吸机理进行研究，从而对管路装置进行优化。目前对虹吸式输水管的试验研究较多，但所用试验台功能单一，大多仅针对虹吸管的一项指标进行测试，无法通过调节水位差，管道口径进行其他参数性能测试。故通用性较差，功能较为单一且耗费较高。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种虹吸管路输送性能试验台，为了详细而系统的研究虹吸管自吸机理，以及入口流态，上下水位差，管径等对虹吸管输送性能的影响。通过对虹吸管路输送性能试验台的设计可以有效观察水箱及虹吸管，主管，驼峰以及下降段的流动状态并进行图像采集，同时选取管路各不同部位进行压力以及速度的测量，并且该试验台还可调整上下水位，虹吸管安装高度，管道管径，驼峰真空度，使用不同类型入口整流器从而模拟出多种应用场合，从而系统地探索入口流态，上下水位差，管径等对虹吸管输送性能的影响。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种虹吸管路输送性能试验台，包括主水箱，虹吸管和下水箱；所述主水箱与下水箱存在高度差，所述下水箱通过循环水泵连通主水箱；所述虹吸管的一端位于主水箱内，所述虹吸管的另一端设有真空泵，所述虹吸管与下水箱通过主管连通，所述主水箱出口与主管通过支管连通。进一步，位于主水箱内的所述虹吸管的一端设有整流器，所述整流器内设有若干均布渐扩管，若干所述渐扩管大端与虹吸管的一端汇集连通。进一步，还包括升降系统，所述升降系统用于改变所述主水箱与下水箱之间的高度。进一步，所述升降系统为电动升降装置，所述电动升降装置安装在主水箱上方，用于升降所述主水箱。进一步，连通所述虹吸管与下水箱的主管中部呈连续凹凸布置。进一步，所述整流器两端设有压差变送器，用于测量整流器两端压差。进一步，在所述虹吸管和支管之间的所述主管上设有压力测量计和流量计；所述压力测量计用于测量主管内的液体压力，所述流量计用于测量主管内的液体流量。进一步，所述主水箱上设有透明的观察口；所述主管、虹吸管和支管均为透明有机玻璃管。进一步，还包括图像采集系统，所述主水箱的观察口外设有图像采集系统，所述图像采集系统用于采集虹吸管内虹吸形成过程的管内流动状态。进一步，所述虹吸管呈倒U型管道。本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术所述的虹吸管路输送性能试验台，使用电动升降装置可调整主水箱及管道水平高度，便于改变吸入口水位，从而探究不同进出水高度差对管路特性的影响。2.本专利技术所述的虹吸管路输送性能试验台，主水箱于前，侧，下三个部位分别设置观测口，可便于观测主水箱内部以及整流器进口处流动状态，并进行图像采集。3.本专利技术所述的虹吸管路输送性能试验台，管路采用全透明有机玻璃管，便于观测管内流动状态以及气囊的产生与分布状况，并研究其对管路输送性能的影响。4.本专利技术所述的虹吸管路输送性能试验台，采用虹吸式出水以及普通箱底出水两种不同的方式连接输水管路，可对比不同出水方式对管路输送性能的影响。5.本专利技术所述的虹吸管路输送性能试验台，整流器出口处连接有橡胶软管，连接压差变送器，用以测量整流器进出口压差；在管道相应部位安装压力计和流量计，便于测量管道内各部位的压力值以及速度值，安装流量计，对管路内流动状态进行定量描述。6.本专利技术所述的虹吸管路输送性能试验台，可更换不同结构的整流器以比较不同型号整流器整流效果以及不同入口流态对管路性能影响。7.本专利技术所述的虹吸管路输送性能试验台，整流器可由其结构特点分为入流细管段，渐扩段，出流粗管段及汇集段，因此将其结构进行参数化分析。附图说明图1为本专利技术所述的虹吸管路输送性能试验台原理图。图2为本专利技术所述的整流器结构图。图中：1-主水箱；2-整流器；3-进水管；4-真空泵；5-阀门；6-循环水泵；7-主管；8-下水箱；9-压力测量计；10-流量计；11-支管；12-虹吸管；13-压差变送器；14-液位计。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1所示，本专利技术所述的虹吸管路输送性能试验台，包括主水箱1，虹吸管12和下水箱8；所述主水箱1与下水箱8存在高度差，所述下水箱8通过循环水泵6通过进水管道3连通主水箱1；所述虹吸管12的一端位于主水箱1内，所述虹吸管12的另一端设有真空泵4，所述虹吸管12与下水箱8通过主管7连通，所述主水箱1出口与主管7通过支管11连通。连通所述虹吸管12与下水箱8的主管7中部呈连续凹凸布置，可模拟真实管路布置中由于客观条件限制而导致的管道不规则布置。升降系统用于改变所述主水箱1与下水箱8之间的高度。所述升降系统为电动升降装置，所述电动升降装置安装在主水箱1上方，用于升降所述主水箱1，使用电动升降装置可调整主水箱及管道水平高度，便于改变吸入口水位，从而探究不同进出水高度差对管路特性的影响。如图2所示，位于主水箱1内的所述虹吸管12的一端设有整流器2，所述整流器2内设有若干均布渐扩管，若干所述渐扩管大端与虹吸管12的一端汇集连通。水箱上部安装有带真空泵4，倒U型的虹吸管12，其入口处可安装不同型式的整流器2，整流器出口处通过橡胶软管连接压差变送器13，用以测量整流器进出口压差。在所述虹吸管12和支管11之间的所述主管7上设有压力测量计9和流量计10；所述压力测量计9用于测量主管7内的液体压力，所述流量计10用于测量主管7内的液体流量。在管道相应部位安装压力计和流量计，便于测量管道内各部位的压力值以及速度值，安装流量计，对管路内流动状态进行定量描述。所述主水箱1上设有透明的观察口；所述主管7、虹吸管12和支管11均为透明有机玻璃管。所述主水箱1的观察口外设有图像采集系统，所述图像采集系统用于采集虹吸管12内虹吸形成过程的管内流动状态。主水箱1于前，侧，下三个部位分别设置观测口，可便于观测主水箱内部以及整流器进口处流动状态，并进行图像采集。试验时，将上水箱1注入水，通过液位计14观测并记录水位高度，关闭支管11和关闭主管7与下水箱8之间的阀门5，打开真空泵4，当管内真空度达到所需要求后，关闭真空泵4，打开虹吸管末端阀门5，主水箱1内水会在大气压作用下进入虹吸管12内，逐渐充满管内从而形成稳定的虹吸流。通过主水箱1各观测孔，可对虹吸形成时整流器2入口流态进行观测并进行图像采集，并通过透过有机玻璃管观察虹吸管内虹吸形成过程的管内流动状态并进行图像采集。当水流充满整个管路，形成稳定的管内流动后，可通过管道3上的流量计10，各位置的压力测量计9，读出管路的流量以及相应位置的压力，速度。通过流量和进出口压差评价整个管路的输水性能，并可分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虹吸管路输送性能试验台，其特征在于，包括主水箱(1)，虹吸管(12)和下水箱(8)；所述主水箱(1)与下水箱(8)存在高度差，所述下水箱(8)通过循环水泵(6)连通主水箱(1)；所述虹吸管(12)的一端位于主水箱(1)内，所述虹吸管(12)的另一端设有真空泵(4)，所述虹吸管(12)与下水箱(8)通过主管(7)连通，所述主水箱(1)出口与主管(7)通过支管(11)连通。

【技术特征摘要】
1.一种虹吸管路输送性能试验台，其特征在于，包括主水箱(1)，虹吸管(12)和下水箱(8)；所述主水箱(1)与下水箱(8)存在高度差，所述下水箱(8)通过循环水泵(6)连通主水箱(1)；所述虹吸管(12)的一端位于主水箱(1)内，所述虹吸管(12)的另一端设有真空泵(4)，所述虹吸管(12)与下水箱(8)通过主管(7)连通，所述主水箱(1)出口与主管(7)通过支管(11)连通。2.根据权利要求1所述的虹吸管路输送性能试验台，其特征在于，位于主水箱(1)内的所述虹吸管(12)的一端设有整流器(2)，所述整流器(2)内设有若干均布渐扩管，若干所述渐扩管大端与虹吸管(12)的一端汇集连通。3.根据权利要求1所述的虹吸管路输送性能试验台，其特征在于，还包括升降系统，所述升降系统用于改变所述主水箱(1)与下水箱(8)之间的高度。4.根据权利要求3所述的虹吸管路输送性能试验台，其特征在于，所述升降系统为电动升降装置，所述电动升降装置安装在主水箱(1)上方，用于升降所述主水箱(1)。5.根据权利要求1所述的虹吸管路输送性能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金凤，瞿晔飞，方玉建，贾静，蔡海坤，陈胜波，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32