一種明渠輸水輸水量沿線減少演示實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種明渠輸水輸水量沿線減少演示實(shí)驗(yàn)裝置，包括蓄水箱以及置于蓄水箱上部的明渠，明渠包括依次連接的明渠首部、泄流段、明渠中部水量加速流失段以及明渠尾部，明渠中部水量加速流失段包括依次連接的泄流段、粗糙擴(kuò)散段和漸變段，在粗糙擴(kuò)散段的下端連接有滲流帶，在明渠中部水量加速流失段的上端還設(shè)置有一熱風(fēng)機(jī)，在蓄水箱內(nèi)設(shè)置有水泵，該水泵通過(guò)一明渠首部進(jìn)水管與明渠首部連接。本發(fā)明該裝置利用滲流、湍流、蒸發(fā)、風(fēng)干等方式，小比例形象演示明渠輸水工程輸水沿線輸水量逐漸減小過(guò)程，其物理概念清晰、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、內(nèi)容豐富、形象逼真、趣味性強(qiáng)、成本較低、操作方便，適宜在高校水利類實(shí)驗(yàn)室以及科普類科學(xué)宮推廣。
【專利說(shuō)明】
一種明渠輸水輸水量沿線減少演示實(shí)驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明針對(duì)目前明渠水利輸水工程在運(yùn)行中出現(xiàn)的輸水量沿線逐漸減小、輸水效果不佳而設(shè)計(jì)的一種演示實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)本發(fā)明裝置可直觀演示明渠輸水沿線水量減小過(guò)程。它屬于水力學(xué)及水利工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，為缺水地區(qū)修建的一些明渠輸水工程投入運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)輸水量未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，工程效益明顯不足。明渠輸水工程演示模型大多展現(xiàn)其成功案例，演示失敗的案例卻不多見，因而這種單一演示成功的演示模型對(duì)工程決策不利，不利于在高校水利類實(shí)驗(yàn)室及科普類科學(xué)宮推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理清楚、易于操作和實(shí)現(xiàn)的明渠輸水輸水量沿線減少演示實(shí)驗(yàn)裝置，此裝置通過(guò)滲流、湍流、蒸發(fā)、風(fēng)干等方式，形象演示明渠輸水工程輸水沿線輸水量逐漸減小過(guò)程，為工程提供參考。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]—種明渠輸水輸水量沿線減少演示實(shí)驗(yàn)裝置，包括蓄水箱以及置于蓄水箱上部的明渠，其特征在于:所述明渠包括依次連接的明渠首部、泄流段、明渠中部水量加速流失段以及明渠尾部，所述明渠中部水量加速流失段包括依次連接的泄流段、粗糙擴(kuò)散段和漸變段，所述泄流段截面逐漸增大，所述漸變段截面逐漸變小，所述泄流段前端與所述明渠首部末端連接，所述漸變段的末端與明渠尾部的首端連接，所述粗糙擴(kuò)散段為鏤空結(jié)構(gòu)并設(shè)置有引起湍流的凸起結(jié)構(gòu)，在所述粗糙擴(kuò)散段的下端連接有滲流帶，在所述明渠中部水量加速流失段的上端還設(shè)置有一出風(fēng)口指向明渠中部水量加速流失段的熱風(fēng)機(jī)，該熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)力及溫度可調(diào)；在所述蓄水箱內(nèi)設(shè)置有水栗，該水栗通過(guò)一明渠首部進(jìn)水管與所述明渠首部連接，在所述明渠尾部末端連接有一尾門，該尾門的出水口通向所述蓄水箱。
[0006]所述凸起結(jié)構(gòu)為鋸齒。
[0007]所述滲流帶為纖維滲流帶。
[0008]在所述明渠首部和明渠尾部分別設(shè)置有刻度線。
[0009]本發(fā)明一種明渠輸水輸水量沿線減少演示實(shí)驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)由四部分組成:供水、明渠首部、明渠中部水量加速流失段和明渠尾部。在供水部分，利用水栗，將蓄水箱的水提入明渠首部，最后經(jīng)過(guò)明渠尾部尾門流回蓄水箱。在明渠首部部分，其功能為提供開始輸水時(shí)，明渠首部水流水面線的位置。在明渠尾部部分，主要展示經(jīng)過(guò)水量流失后，明渠內(nèi)剩余的水量，與輸水之前形成對(duì)比。在明渠中部水量加速流失段部分，通過(guò)泄流段加速明渠水流，以湍流方式在粗糙擴(kuò)散段流動(dòng)，粗糙擴(kuò)散段渠底設(shè)計(jì)為鋸齒形狀，利于湍流形成、加速水體蒸發(fā)與風(fēng)干，熱風(fēng)機(jī)的設(shè)置替代陽(yáng)光和風(fēng)對(duì)水體的蒸發(fā)和風(fēng)干，粗糙擴(kuò)散段渠底加設(shè)纖維滲流帶替代明渠輸水沿線的地下滲流，通過(guò)調(diào)節(jié)熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)力大小及溫度輸出，直觀的反映出水流的變化，也能通過(guò)更換滲流帶，直觀的反映不同滲流帶因滲流的不同而導(dǎo)致出水的變化。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置可以單獨(dú)實(shí)驗(yàn)不同風(fēng)力下、不同溫度下以及不同滲流帶下的水量變化，還能綜合上述三個(gè)條件，進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):其演示逼真，內(nèi)容豐富，利用滲流、湍流、蒸發(fā)、風(fēng)干等方式，小比例綜合演示明渠輸水工程輸水沿線輸水量逐漸減小過(guò)程，其物理概念清晰、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、內(nèi)容豐富、形象逼真趣味性強(qiáng)、成本較低、操作方便，適宜在高校水利類實(shí)驗(yàn)室以及科普類科學(xué)宮推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是圖1明渠的俯視不意圖。
[0013]其中:1、明渠首部進(jìn)水管，2、明渠首部，3、熱風(fēng)機(jī)，4、水栗，5、泄流段，6、明渠中部水量加速流失段，7、滲流帶，8、粗糙擴(kuò)散段，9、明渠尾部，1、漸變段，11、尾門，12、蓄水箱。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明:
[0015]如圖1、圖2所示，本發(fā)明實(shí)驗(yàn)裝置，包括蓄水箱12和明渠。水栗4置于蓄水箱12內(nèi)，水栗4的出口與明渠首部進(jìn)水管I的下端相接，明渠首部進(jìn)水管I的上端與明渠首部2的渠底相接，明渠中部水量加速流失段6的前端與明渠首部2的末端相接，明渠中部水量加速流失段6的末端與明渠尾部9的前端相連，明渠尾部9的末端設(shè)置尾門11，熱風(fēng)機(jī)3位于明渠中部水量加速流失段6邊坡壁面上，明渠中部水量加速流失段6內(nèi)泄流段5的尾部與粗糙擴(kuò)散段8前部相接，粗糙擴(kuò)散段8的尾部與漸變段10底部相接，泄流段10的上部與明渠尾部前端相接，滲流帶7位于粗糙擴(kuò)散段8的渠底沿線，滲流帶7可選用纖維滲流帶。在明渠首部2和明渠尾部9分別設(shè)置有刻度線。
[0016]工作過(guò)程:啟動(dòng)水栗4，通過(guò)明渠首部進(jìn)水管I，將蓄水箱12內(nèi)的水引入明渠首部2，進(jìn)入明渠首部2的水流，經(jīng)過(guò)泄流段5以急流進(jìn)入粗糙擴(kuò)散段8，在粗糙擴(kuò)散段8內(nèi)以湍流進(jìn)入漸變段10，漸變段10的水流經(jīng)過(guò)明渠尾部9流入尾門11，最后流回蓄水箱12;同時(shí)，啟動(dòng)熱風(fēng)機(jī)3對(duì)明渠中部水量加速流失段6水體進(jìn)行蒸發(fā)與風(fēng)干作用，以及粗糙擴(kuò)散段8下的滲流帶7對(duì)該段水體進(jìn)行滲透滲流作用，使渠中一部分水量通過(guò)滲流帶7流進(jìn)蓄水箱12，最后，流入明渠尾部9的水量與流進(jìn)明渠首部2的水量相比較，通過(guò)刻度線可直觀的看到明渠尾部9的水量明顯減小，至此，完成了一個(gè)明渠輸水沿線經(jīng)過(guò)滲流、蒸發(fā)、風(fēng)干作用后渠內(nèi)水量明顯減少的循環(huán)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種明渠輸水輸水量沿線減少演示實(shí)驗(yàn)裝置，包括蓄水箱(12)以及置于蓄水箱(12)上部的明渠，其特征在于:所述明渠包括依次連接的明渠首部(2)、泄流段(5)、明渠中部水量加速流失段(6)以及明渠尾部(9)，所述明渠中部水量加速流失段(6)包括依次連接的泄流段(5)、粗糙擴(kuò)散段(8)和漸變段(10)，所述泄流(5)段截面逐漸增大，所述漸變段(10)截面逐漸變小，所述泄流段(5)前端與所述明渠首部(2)末端連接，所述漸變段(10)的末端與所述連接在所述泄流段(5)與明渠尾部(9)的首端連接，所述粗糙擴(kuò)散段(8)為鏤空結(jié)構(gòu)并設(shè)置有引起湍流的凸起結(jié)構(gòu)，在所述粗糙擴(kuò)散段(8)的下端連接有可更換的滲流帶(7)，在所述明渠中部水量加速流失段(6)的上端還設(shè)置有一出風(fēng)口指向明渠中部水量加速流失段(6)的熱風(fēng)機(jī)(3)，該熱風(fēng)機(jī)(3)的風(fēng)力及溫度可調(diào);在所述蓄水箱內(nèi)設(shè)置有水栗(4)，該水栗(4)通過(guò)一明渠首部進(jìn)水管(I)與所述明渠首部(2)連接，在所述明渠尾部(9)末端連接有一尾門(11)，該尾門(11)的出水口通向所述蓄水箱(12)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的明渠輸水輸水量沿線減少演示實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述凸起結(jié)構(gòu)為鋸齒。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的明渠輸水輸水量沿線減少演示實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述滲流帶(7)為纖維滲流帶。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的明渠輸水輸水量沿線減少演示實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:在所述明渠首部(2)和明渠尾部(9)分別設(shè)置有刻度線。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK105894943SQ201610375726
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月31日
【發(fā)明人】劉孝洋, 于智恒, 謝增芳
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)