一種明渠輸水輸水量沿線減少演示實驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開一種明渠輸水輸水量沿線減少演示實驗裝置，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、粗糙擴散段和漸變段，在粗糙擴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置有一熱風機，在蓄水箱內設置有水泵，該水泵通過一明渠首部進水管與明渠首部連接。本發明該裝置利用滲流、湍流、蒸發、風干等方式，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程，其物理概念清晰、結構簡潔、內容豐富、形象逼真、趣味性強、成本較低、操作方便，適宜在高校水利類實驗室以及科普類科學宮推廣。
【專利說明】
一種明渠輸水輸水量沿線減少演示實驗裝置
技術領域
[0001 ]本發明針對目前明渠水利輸水工程在運行中出現的輸水量沿線逐漸減小、輸水效果不佳而設計的一種演示實驗裝置，通過本發明裝置可直觀演示明渠輸水沿線水量減小過程。它屬于水力學及水利工程技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，為缺水地區修建的一些明渠輸水工程投入運行后，發現輸水量未能達到設計要求，工程效益明顯不足。明渠輸水工程演示模型大多展現其成功案例，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工程決策不利，不利于在高校水利類實驗室及科普類科學宮推廣。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種結構簡單，原理清楚、易于操作和實現的明渠輸水輸水量沿線減少演示實驗裝置，此裝置通過滲流、湍流、蒸發、風干等方式，形象演示明渠輸水工程輸水沿線輸水量逐漸減小過程，為工程提供參考。
[0004]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:
[0005]—種明渠輸水輸水量沿線減少演示實驗裝置，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，所述粗糙擴散段為鏤空結構并設置有引起湍流的凸起結構，在所述粗糙擴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置有一出風口指向明渠中部水量加速流失段的熱風機，該熱風機的風力及溫度可調；在所述蓄水箱內設置有水栗，該水栗通過一明渠首部進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]所述凸起結構為鋸齒。
[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置有刻度線。
[0009]本發明一種明渠輸水輸水量沿線減少演示實驗裝置，其結構由四部分組成: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，最后經過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，明渠首部水流水面線的位置。在明渠尾部部分，主要展示經過水量流失后，明渠內剩余的水量，與輸水之前形成對比。在明渠中部水量加速流失段部分，通過泄流段加速明渠水流，以湍流方式在粗糙擴散段流動，粗糙擴散段渠底設計為鋸齒形狀，利于湍流形成、加速水體蒸發與風干，熱風機的設置替代陽光和風對水體的蒸發和風干，粗糙擴散段渠底加設纖維滲流帶替代明渠輸水沿線的地下滲流，通過調節熱風機的風力大小及溫度輸出，直觀的反映出水流的變化，也能通過更換滲流帶，直觀的反映不同滲流帶因滲流的不同而導致出水的變化。本發明實驗裝置可以單獨實驗不同風力下、不同溫度下以及不同滲流帶下的水量變化，還能綜合上述三個條件，進行綜合實驗。
[0010]與現有技術相比，本發明的優點:其演示逼真，內容豐富，利用滲流、湍流、蒸發、風干等方式，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程，其物理概念清晰、結構簡潔、內容豐富、形象逼真趣味性強、成本較低、操作方便，適宜在高校水利類實驗室以及科普類科學宮推廣。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明結構示意圖。
[0012]圖2是圖1明渠的俯視不意圖。
[0013]其中:1、明渠首部進水管，2、明渠首部，3、熱風機，4、水栗，5、泄流段，6、明渠中部水量加速流失段，7、滲流帶，8、粗糙擴散段，9、明渠尾部，1、漸變段，11、尾門，12、蓄水箱。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖，對本發明作詳細說明:
[0015]如圖1、圖2所示，本發明實驗裝置，包括蓄水箱12和明渠。水栗4置于蓄水箱12內，水栗4的出口與明渠首部進水管I的下端相接，明渠首部進水管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的末端設置尾門11，熱風機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內泄流段5的尾部與粗糙擴散段8前部相接，粗糙擴散段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分別設置有刻度線。
[0016]工作過程:啟動水栗4，通過明渠首部進水管I，將蓄水箱12內的水引入明渠首部2，進入明渠首部2的水流，經過泄流段5以急流進入粗糙擴散段8，在粗糙擴散段8內以湍流進入漸變段10，漸變段10的水流經過明渠尾部9流入尾門11，最后流回蓄水箱12;同時，啟動熱風機3對明渠中部水量加速流失段6水體進行蒸發與風干作用，以及粗糙擴散段8下的滲流帶7對該段水體進行滲透滲流作用，使渠中一部分水量通過滲流帶7流進蓄水箱12，最后，流入明渠尾部9的水量與流進明渠首部2的水量相比較，通過刻度線可直觀的看到明渠尾部9的水量明顯減小，至此，完成了一個明渠輸水沿線經過滲流、蒸發、風干作用后渠內水量明顯減少的循環。
【主權項】
1.一種明渠輸水輸水量沿線減少演示實驗裝置，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，所述粗糙擴散段(8)為鏤空結構并設置有引起湍流的凸起結構，在所述粗糙擴散段(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)的上端還設置有一出風口指向明渠中部水量加速流失段(6)的熱風機(3)，該熱風機(3)的風力及溫度可調;在所述蓄水箱內設置有水栗(4)，該水栗(4)通過一明渠首部進水管(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.根據權利要求1所述的明渠輸水輸水量沿線減少演示實驗裝置，其特征在于:所述凸起結構為鋸齒。3.根據權利要求1所述的明渠輸水輸水量沿線減少演示實驗裝置，其特征在于:所述滲流帶(7)為纖維滲流帶。4.根據權利要求1所述的明渠輸水輸水量沿線減少演示實驗裝置，其特征在于:在所述明渠首部(2)和明渠尾部(9)分別設置有刻度線。
【文檔編號】G09B25/02GK105894943SQ201610375726
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】劉孝洋, 于智恒, 謝增芳
【申請人】河海大學