一种水利发电教学演示模型的制作方法

本实用新型涉及水利水电教学用品技术领域，特别是涉及一种水利发电教学演示模型。

背景技术：

目前，在水力水电专业教学中，理论授课内容较多，形象演示较少，而水利工程试验是重要的学习内容和论证手段，可以通过实验过程对教学理论加以详尽的论述，使学生在掌握理论知识的基础上，建立形象的认识，并建立现代的实验理念，培养学生分析问题与解决问题的能力，并锻炼实验动手能力。但是，由于在水利教学试验方面起步较晚，一部分高校还缺乏相应的试验设备，学生只能较多地通过想象来学习，这势必会影响授课效果。但想要建立一个能够模拟整个电站生产过程的常规电站实验台，不仅会占用较大的教学空间又需要较多的投资。这就给系统教学带来了不便，也阻碍了教学质量的提高。为此，需要设计一种结构简单、成本较低的水利工程试验仪器。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低的水利发电教学演示模型，以解决上述现有技术存在的问题，使学生能够在进行理论知识学习的同时，对所学的理论知识有一定的形象认识。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种水利发电教学演示模型，包括水槽和模拟水坝，所述模拟水坝设置在所述水槽中，并将所述水槽分隔为蓄水池和泄水池，所述模拟水坝上开设有发电孔，所述模拟水坝上还开设有两个模拟泄洪孔，两个所述模拟泄洪孔等高且均低于所述发电孔；所述发电孔内设有水轮，所述水轮的旋转中心孔固定连接有旋转轴，所述旋转轴与微型发电机的转子连接，所述微型发电机设置在所述模拟水坝内部，所述模拟水坝顶端设有灯座和小灯泡，所述微型发电机通过导线与所述灯座和所述小灯泡连接。

优选地，所述发电孔的进水端覆盖有第一模拟闸板，所述第一模拟闸板的两侧卡接于所述模拟水坝上的第一导槽内，并能够在所述第一导槽中滑动，所述第一模拟闸板上设有便于提拉的手把。

优选地，还包括设置于所述水槽一侧的微型水泵、电池仓和开关，所述电池仓用于装设蓄电池，所述电池仓、所述开关和所述微型水泵依次通过导线连接；所述微型水泵的进水口通过管道与所述泄水池底部连通，所述微型水泵的出水口通过管道与所述蓄水池底部连通。

优选地，所述水槽、所述模拟水坝和所述管道均由透明材料制成，所述水利发电教学演示模型所用的水带有易于观察水流的颜色。

优选地，所述模拟水坝的截面呈上窄下宽的直角梯形。

优选地，所述模拟泄洪孔的进水端覆盖有第二模拟闸板，所述第二模拟闸板的两侧卡接于所述模拟水坝上的第二导槽内，并能够在所述第二导槽中滑动，所述第二模拟闸板上设有便于提拉的手把。

优选地，所述水槽的长为750mm，宽为300mm，高为350mm。

优选地，所述蓄水池和所述泄水池的体积比为1:1。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型的水利发电教学演示模型可以有效辅助水力发电专业课程进行形象直观的演示，模拟水坝可基本完成模拟发电机组发电、防洪泄洪的过程，且操作简单安全。整个模型具有结构简单，制作投资少的优点，并有助于提高教学质量，培养学生建立现代的实验理念。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型水利发电教学演示模型的俯视结构示意图；

图2为本实用新型水利发电教学演示模型的主视结构示意图；

其中：1-水槽，2-模拟水坝，3-蓄水池，4-泄水池，5-发电孔，6-模拟泄洪孔，7-水轮，8-微型发电机，9-小灯泡，10-第一模拟闸板，11-微型水泵，12-电池仓，13-开关，14-第二模拟闸板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低的水利发电教学演示模型，以解决上述现有技术存在的问题，使学生能够在进行理论知识学习的同时，对所学的理论知识有一定的形象认识。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-2所示：本实施例提供了一种水利发电教学演示模型，包括水槽1和模拟水坝2，水槽1的长为750mm，宽为300mm，高为350mm。模拟水坝2的截面呈上窄下宽的直角梯形，斜边位于蓄水池3一侧，以更真实地模拟水库大坝的形状。模拟水坝2设置在水槽1中，并将水槽1分隔为蓄水池3和泄水池4，蓄水池3和泄水池4的体积比优选为1:1，泄水池4也可以略小于蓄水池3。水槽1、模拟水坝2和所用的管道均由透明材料制成，所用的水优选带有易于观察水流的颜色，以便于查看水流及水轮7的工作状态。

模拟水坝2上开设有发电孔5，发电孔5的进水端优选覆盖有第一模拟闸板10，第一模拟闸板10的两侧卡接于模拟水坝2上的第一导槽内，并能够在第一导槽中滑动，第一模拟闸板10上设有便于提拉的手把，以便于控制微型发电机8的启闭及发电效率，防止其过热或过流烧毁。模拟水坝2可由与发电孔5的中心线等高的平面分为上模和下模，以便于安装水轮7和微型发电机8。

模拟水坝2上还开设有两个模拟泄洪孔6，两个模拟泄洪孔6等高且均低于发电孔5。模拟泄洪孔6的进水端覆盖有第二模拟闸板14，第二模拟闸板14的两侧卡接于模拟水坝2上的第二导槽内，并能够在第二导槽中滑动，第二模拟闸板14上设有便于提拉的手把，以便于在水量较大时开启第二模拟闸板14模拟大坝的泄洪功能，在水量不大正常发电时，第二模拟闸板14需处于封闭状态。

发电孔5内设有水轮7，水轮7的旋转中心孔固定连接有旋转轴，旋转轴与微型发电机8的转子连接，以便于水轮7驱动转子旋转并使微型发电机8发电。微型发电机8设置在模拟水坝2内部并由模拟水坝2固定住，模拟水坝2顶端设有灯座和小灯泡9，微型发电机8通过导线与灯座和小灯泡9连接，小灯泡9点亮，说明微型发电机8工作正常，且可通过水力发电，发电孔5中的水流越快，小灯泡9的亮度越高。

水槽1的一侧优选设有微型水泵11、电池仓12和开关13，电池仓12用于装设蓄电池，电池仓12、开关13和微型水泵11依次通过导线连接；微型水泵11的进水口通过管道与泄水池4底部连通，微型水泵11的出水口通过管道与蓄水池3底部连通。以便于将泄水池4中的水输送回蓄水池3，循环利用水源，避免浪费。

本实用新型的使用过程为：向蓄水池3中注入一定量的实验用水，并点上几滴蓝墨水，水平面需高过发电孔5的上缘；然后将第一模拟闸板10向上开启，使水流入发电孔5并驱动水轮7旋转，水流随后流入泄水池4中，水轮7旋转驱动微型发电机8工作，微型发电机8将电能传导到小灯泡9并点亮小灯泡9。随着蓄水池3中水量的减少，可闭合开关13，使微型水泵11将泄水池4中的水泵回蓄水池3，以补充水量，保持水轮7的旋转。其中，可通过控制第一模拟闸板10的开度控制水轮7的转速，以防止微型发电机8过热或转速过快。若蓄水池3中注入较多量的实验用水，此时可通过开启第二模拟闸板14以模拟泄洪过程，模拟泄洪过程时泄水池4中最好没有水且打开开关13，以便于观察泄洪量及泄洪时间与蓄水池3中水量的关系。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。