本實(shí)用新型涉及水力學(xué)消能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種渡槽模型試驗(yàn)水泵出口消能穩(wěn)流裝置。

背景技術(shù)：

在水工建筑物的設(shè)計(jì)中，為對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)的建筑物尺寸下的過(guò)流能力參數(shù)進(jìn)行一個(gè)驗(yàn)證，同時(shí)為設(shè)計(jì)人員提供參考，會(huì)將實(shí)際設(shè)計(jì)的尺寸按照符合水力學(xué)規(guī)律的方法縮小，進(jìn)行水工模型試驗(yàn)，驗(yàn)證實(shí)際水工建筑的過(guò)流能力，如水面線高度、水流流速參數(shù)。但是在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中，通常采用水泵從地下的出水空間抽水，依次通過(guò)渡槽和銜接過(guò)渡段緩沖穩(wěn)流、形成均勻擴(kuò)散后，進(jìn)入模型進(jìn)水渠。但是在大流量下，水泵出流水流流速快，波動(dòng)強(qiáng)度大，導(dǎo)致水流進(jìn)入銜接過(guò)渡段后波動(dòng)幅度較大，進(jìn)而影響進(jìn)水渠的水面流態(tài)分布，對(duì)試驗(yàn)的精確度會(huì)產(chǎn)生影響。因此，如何讓從水泵出流的水流經(jīng)過(guò)渡槽時(shí)水流平穩(wěn)，到達(dá)銜接過(guò)渡段后均勻分布、不波動(dòng)，而不至于影響進(jìn)水渠流態(tài)至關(guān)重要。而保持水流平穩(wěn)，需要適當(dāng)?shù)慕档退髁魉?、消除部分水流能量?/p>

基于此，本實(shí)用新型提供了一種能夠有效地消能穩(wěn)流裝置，可以有效保證銜接過(guò)渡段水流均勻擴(kuò)散、實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流目的，進(jìn)而減小水泵供水時(shí)因水位波動(dòng)而帶來(lái)的試驗(yàn)誤差，增加試驗(yàn)的精確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種渡槽模型試驗(yàn)水泵出口消能穩(wěn)流裝置，可以有效地實(shí)現(xiàn)銜接過(guò)渡段水流的均勻擴(kuò)散、實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種渡槽模型試驗(yàn)水泵出口消能穩(wěn)流裝置，包括一個(gè)渡槽，渡槽的一端與水泵出流管道連通，另一端敞口且與銜接過(guò)渡段相連，在所述的渡槽內(nèi)沿著水流方向依次設(shè)置有凹形弧板、波浪形薄壁板、第一格柵和第二格柵；所述的凹形弧板的凹面正對(duì)水流流入的方向；所述的波浪形薄壁板包括兩個(gè)，所述的兩個(gè)波浪形薄壁板沿著水流方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置。

試驗(yàn)時(shí)，水流從水泵出水管道流出，依次經(jīng)過(guò)凹形弧板、波浪形薄壁板、第一格柵、第二格柵，消能穩(wěn)流后，流至銜接過(guò)渡段均勻擴(kuò)散，進(jìn)而流到模型進(jìn)水渠。

進(jìn)一步的，所述凹形弧板軸線與水泵出流管道的軸線上為同一條直線，其作用在于，將水泵出流管流出的高速水流形成阻擋，在凹形弧板阻力的作用下，分成左右兩個(gè)方向分流，并在凹形弧板與水泵出流管道之間的渡槽內(nèi)形成旋滾區(qū)、壅高水流減慢流速，消除一部分水流的勢(shì)能。

進(jìn)一步的，所述兩個(gè)波浪形薄壁板在渡槽內(nèi)對(duì)稱(chēng)布置，其作用在于使流經(jīng)的水流分流、形成浪花和漩渦，且與波浪形薄壁板撞擊、摩擦，達(dá)到消能的目的，這樣可以進(jìn)一步的降低水流流速。

進(jìn)一步的，所述第一格柵上設(shè)置有若干個(gè)“十”字形過(guò)流孔，水流從波浪形薄壁板流出后經(jīng)過(guò)第一格柵，可以降低水流流速，同時(shí)由于第一格柵自身的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，可以起到平整水流的作用。

進(jìn)一步的，所述第二格柵上設(shè)置有若干個(gè)方形的過(guò)流孔，水流從第一格柵流出后經(jīng)過(guò)第二格柵，可以降低水流流速，同時(shí)由于第二格柵自身的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步的起到平整水流的作用，且第二格柵的流通面積大于第一格柵。

進(jìn)一步的，所述的第一格柵和第二格柵正好卡裝在渡槽的兩個(gè)側(cè)板上。

進(jìn)一步的，所述銜接過(guò)渡段位于第二格柵下游，流過(guò)銜接過(guò)渡段的水流實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)，保證了到達(dá)模型進(jìn)水渠水流條件良好。

進(jìn)一步的，在所述的銜接過(guò)渡段的后端連接模型進(jìn)水渠。

進(jìn)一步的，所述銜接過(guò)渡段包括兩個(gè)弧形板，所述的兩個(gè)弧形板對(duì)稱(chēng)的設(shè)置在渡槽末端，且兩個(gè)圓弧板形成的水流面積大于渡槽的橫截面積。

進(jìn)一步的，所述的第一格柵和第二格柵相互平行。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

水流從水泵出流管道流出后，沖擊到與其軸線一致的凹形弧形上，對(duì)稱(chēng)分成兩個(gè)方向分流，并在水泵出流管道左右兩端的渡槽腳落形成旋滾區(qū)、壅高水面，消除一部分能量減慢流速。接著，流經(jīng)在渡槽內(nèi)對(duì)稱(chēng)布置的波浪形薄壁板，使流經(jīng)的水流分流、形成浪花和漩渦，同時(shí)與波浪形薄壁板撞擊、摩擦，達(dá)到消能的目的，這樣可以進(jìn)一步的降低水流流速。然后，依次流經(jīng)第一格柵的“十”字形過(guò)流孔、第二格柵上的方形的過(guò)流孔，降低水流流速、平整水流。最后，水流流至銜接過(guò)渡段，由于銜接過(guò)渡段的面積開(kāi)闊、且水流流速在多次逐級(jí)消能后流速顯著減慢。因此，在銜接過(guò)渡段的水流在低流速、均勻擴(kuò)散的情況下，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段的流態(tài)穩(wěn)定、不波動(dòng)，達(dá)到既定的目標(biāo)。

附圖說(shuō)明

圖1：一種渡槽模型試驗(yàn)水泵出口消能穩(wěn)流裝置示意圖；

圖2：一種渡槽模型試驗(yàn)水泵出口消能穩(wěn)流裝置平面布置示意圖；

圖3：一種渡槽模型試驗(yàn)水泵出口消能穩(wěn)流裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：凹形弧板阻流擴(kuò)散示意圖；

圖5：第一格柵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6：第二格柵結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1水泵出流管道，2凹形弧板，3波浪形薄壁板，4第一格柵，5第二格柵，6渡槽，7銜接過(guò)渡段，8模型進(jìn)水渠。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所指出的，當(dāng)大流量時(shí)，有水泵直接供水至模型進(jìn)水渠，如果之間沒(méi)有渡槽的過(guò)渡以及其內(nèi)部建筑的阻流消能作用,流入模型進(jìn)水渠的水流將不穩(wěn)定而大幅波動(dòng)，勢(shì)必會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。因此，采取相應(yīng)的消能穩(wěn)流措施，對(duì)于試驗(yàn)的效果至關(guān)重要，本實(shí)用新型提出了一種渡槽模型試驗(yàn)水泵出口消能穩(wěn)流裝置；

為更好的對(duì)本實(shí)用新型作更好的闡述，現(xiàn)結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1-6所示，一種渡槽模型試驗(yàn)水泵出口消能穩(wěn)流裝置，包括水泵出水管道1，凹形弧板2，波浪形薄壁板3、第一格柵4、第二格柵5、渡槽6、銜接過(guò)渡段7、模型進(jìn)水渠8；

渡槽6的一端與水泵出流管道1連通，另一端敞口且與銜接過(guò)渡段7相連，在所述的渡槽6內(nèi)沿著水流方向依次設(shè)置有凹形弧板2、波浪形薄壁板3、第一格柵4和第二格柵5；所述的凹形弧板2的凹面正對(duì)水流流入的方向；所述的波浪形薄壁3板包括兩個(gè)，所述的兩個(gè)波浪形薄壁板沿著水流方向?qū)ΨQ(chēng)設(shè)置。

試驗(yàn)時(shí)，水流從水泵出水管道流出，依次經(jīng)過(guò)凹形弧板、波浪形薄壁板、第一格柵、第二格柵，消能穩(wěn)流后，流至銜接過(guò)渡段均勻擴(kuò)散，進(jìn)而流到模型進(jìn)水渠。

進(jìn)一步的，如圖4所示，所述凹形弧板2軸線與水泵出流管道1的軸線上為同一條直線，其作用在于，將水泵出流管道1流出的高速水流形成阻擋，在凹形弧板2阻力的作用下，分成左右兩個(gè)方向分流，并在凹形弧板2與水泵出流管道1之間的渡槽6內(nèi)形成旋滾區(qū)、壅高水流減慢流速，消除一部分水流的勢(shì)能。

進(jìn)一步的，如圖1-3所示，兩個(gè)波浪形薄壁板3在渡槽6內(nèi)對(duì)稱(chēng)布置，其作用在于使流經(jīng)的水流分流、形成浪花和漩渦，且與波浪形薄壁板3撞擊、摩擦，達(dá)到消能的目的，這樣可以進(jìn)一步的降低水流流速。

進(jìn)一步的，如圖5所示，所述第一格柵4上設(shè)置有若干個(gè)“十”字形過(guò)流孔，水流從波浪形薄壁板流出后經(jīng)過(guò)第一格柵，可以降低水流流速，同時(shí)由于第一格柵自身的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，可以起到平整水流的作用。

進(jìn)一步的，如圖6所示，所述第二格柵5上設(shè)置有若干個(gè)方形的過(guò)流孔，水流從第一格柵流出后經(jīng)過(guò)第二格柵，可以降低水流流速，同時(shí)由于第二格柵自身的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步的起到平整水流的作用，且第二格柵的流通面積大于第一格柵。

進(jìn)一步的，所述的第一格柵4和第二格柵5正好卡裝在渡槽6的兩個(gè)側(cè)板上；所述的第一格柵4和第二格柵5相互平行。

進(jìn)一步的，所述銜接過(guò)渡段7位于第二格柵5下游，流過(guò)銜接過(guò)渡段的水流實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)，保證了到達(dá)模型進(jìn)水渠水流條件良好。

進(jìn)一步的，在所述的銜接過(guò)渡段7的后端連接模型進(jìn)水渠8。

進(jìn)一步的，所述銜接過(guò)渡段7包括兩個(gè)弧形板，所述的兩個(gè)弧形板對(duì)稱(chēng)的設(shè)置在渡槽末端，且兩個(gè)圓弧板形成的水流面積大于渡槽6的橫截面積。

試驗(yàn)時(shí)，水泵開(kāi)啟向渡槽供水，水流通過(guò)渡槽的緩沖過(guò)渡作用，最后流至模型進(jìn)水渠。水流從水泵出水管道流出，依次經(jīng)過(guò)凹形弧板、波浪形薄壁板、第一格柵、第二格柵，消能穩(wěn)流后，流至銜接過(guò)渡段均勻擴(kuò)散，進(jìn)而流到模型進(jìn)水渠。

水流從水泵出流管道1流出后，沖擊到與其軸線一致的凹形弧形2上，凹形弧形2將水流對(duì)稱(chēng)分成兩個(gè)方向分流，并在水泵出流管道1左右兩端的渡槽6腳落形成旋滾區(qū)、壅高水面，消除一部分能量減慢流速。接著，流經(jīng)在渡槽6內(nèi)對(duì)稱(chēng)布置的兩個(gè)波浪形薄壁板3，使流經(jīng)的水流分流、形成浪花和漩渦，同時(shí)與波浪形薄壁板3撞擊、摩擦，達(dá)到消能的目的，這樣可以進(jìn)一步的降低水流流速。然后，依次流經(jīng)第一格柵4的“十”字形過(guò)流孔、第二格柵5上的方形的過(guò)流孔，降低水流流速、平整水流。最后，水流流至銜接過(guò)渡段7，由于銜接過(guò)渡段7的面積開(kāi)闊、且水流流速在多次逐級(jí)消能后流速顯著減慢。因此，在銜接過(guò)渡段7的水流在低流速、均勻擴(kuò)散的情況下，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段的流態(tài)穩(wěn)定、不波動(dòng)，達(dá)到既定的目標(biāo)。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。