一种综合性创新型水力学实验平台

本技术涉及水力实验领域，特别涉及一种综合性创新型水力学实验平台。

背景技术：

1、水力学实验仪是对水力现象进行观测和验证的仪器，目前水力学实验教学仪器多以验证教学内容为目的，不利于培养学生的学习兴趣和创新意识；且多数仪器只能单独进行一项实验，不仅费时费力，也不利于学生思维的拓展。公开(公告)号：cn204833838u一种综合性设计性水力学实验平台提供一种综合性设计性水力学实验平台，包括明渠系统和管道系统两套水循环系统；明渠循环系统由潜水泵引水上行，经过稳水箱后进入明渠实验段；管道循环系统由管道泵自底部循环水箱引水，经分布于明渠实验段两侧的管流实验段后回流至循环水箱。但是此实验平台所能够实现的实验有限，逐渐无法满足多种需求。为此，我们提出一种综合性创新型水力学实验平台。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种综合性创新型水力学实验平台。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

3、本实用新型为一种综合性创新型水力学实验平台，包括明渠实验组件、虹吸管实验组件和管流实验组件；

4、所述明渠实验组件包括供水水箱、第一潜水泵、供水管、上部出水箱、第一稳流孔板、u型明渠水槽，所述供水水箱的侧边接通有下层明渠水槽，所述下层明渠水槽的内部设置有三角堰，所述下层明渠水槽的外侧连接有第一集水箱，所述第一集水箱与供水水箱之间连接有明渠回水管，所述供水水箱的内部安装有第一潜水泵，所述第一潜水泵与上部出水箱之间连接有供水管，所述上部出水箱的内部安装有第一稳流孔板，所述上部出水箱的侧边接通有u型明渠水槽,所述u型明渠水槽的进水口处设置有第二流流孔板，所述u型明渠水槽的一端设置有水力自控翻板闸门，所述水力自控翻板闸门的下方设置有跌水井，且跌水井位于下层明渠水槽开口的上方；

5、所述虹吸管实验组件包括虹吸管高位水箱、第二潜水泵、虹吸管、低位水箱、吸水管，所述虹吸管高位水箱位于第一集水箱的一侧，所述虹吸管高位水箱的内部安装有第二潜水泵，所述第二潜水泵的输出端与低位水箱之间连接有虹吸管，所述第二潜水泵的输入端与低位水箱之间连接有吸水管；

6、所述管流实验组件包括第一管流实验管道、第二管流实验管道、第三管流实验管道、第二集水箱、管流回水管，所述供水水箱与第二集水箱之间连接有第一管流实验管道和管流回水管，所述管流回水管位于第一管流实验管道下方，所述第一管流实验管道通过分流管道连接有第二管流实验管道和第三管流实验管道，且分流管道上安装有进水阀门和弯管流量计，所述第一管流实验管道上安装有电磁流量计及二次仪表、文透里流量计、第一尾阀，所述第二管流实验管道上安装有涡轮流量计及二次仪表、第二尾阀，所述第三管流实验管道上安装有电差压计、超声波流量计及二次仪表、第三尾阀，所述第三管流实验管道上安装有水差压计，所述水差压计具有多个测压管口，并通过软管与实验管道的测压开口向连接。

7、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述u型明渠水槽内可安装堰模型、植被模型、桥墩模型和鱼道隔板模型进行不同实验。

8、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一管流实验管道、第二管流实验管道和第三管流实验管道上均设有多个测点连接管与测量仪器相连接，所述管流实验组件的管道弯管处为双向或三向转换弯头，且可进行拆卸满足不同实验管道的需求，所述第一管流实验管道为可拆卸串联管道，所述第二管流实验管道为可拆卸局部阻力系数实验管道，所述第三管流实验管道为可拆卸并联管道。

9、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一集水箱可拆卸，所述虹吸管高位水箱和低位水箱为封闭式。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

11、1：本实用新型通过供水水箱、实验水槽、实验管路及回水管路的合理设计，形成了一个能实现自循环的创新型供水系统，实验者可在该平台同时进行多项规定的水力学实验，包括堰流实验、明渠糙率测定实验、雷诺实验、流量测量实验、鱼道实验、沿程阻力系数测定实验、局部阻力系数测定实验、能量、动量方程验证实验等；此外，实验者也可利用本实验平台所提供的额外实验设备，自主创新设计更多实验。

12、2：本实用新型在满足明渠均匀流的基础上极大地减少了明渠水槽所占空间；此外，该实验仪能进行多项有压管流和明渠流实验，在节约实验室空间的同时也减少了实验仪器台数。

技术特征：

1.一种综合性创新型水力学实验平台，其特征在于，包括明渠实验组件、虹吸管实验组件和管流实验组件；

2.根据权利要求1所述的一种综合性创新型水力学实验平台，其特征在于，所述u型明渠水槽(7)内可安装堰模型、植被模型、桥墩模型和鱼道隔板模型进行不同实验。

3.根据权利要求1所述的一种综合性创新型水力学实验平台，其特征在于，所述第一管流实验管道(19)、第二管流实验管道(20)和第三管流实验管道(21)上均设有多个测点连接管与测量仪器相连接，所述管流实验组件的管道弯管处为双向或三向转换弯头，且可进行拆卸满足不同实验管道的需求，所述第一管流实验管道(19)为可拆卸串联管道，所述第二管流实验管道(20)为可拆卸局部阻力系数实验管道，所述第三管流实验管道(21)为可拆卸并联管道。

4.根据权利要求3所述的一种综合性创新型水力学实验平台，其特征在于，所述第一集水箱(12)可拆卸，所述虹吸管高位水箱(13)和低位水箱(16)为封闭式。

技术总结
本技术公开了一种综合性创新型水力学实验平台，包括明渠实验组件、虹吸管实验组件和管流实验组件；明渠实验组件包括供水水箱、潜水泵、供水管、上部出水箱、第一稳流孔板、U型明渠水槽；虹吸管实验组件包括虹吸管高位水箱、潜水泵、虹吸管、低位水箱、吸水管；管流实验组件包括第一管流实验管道、第二管流实验管道、第三管流实验管道、第二集水箱、管流回水管。本技术通过供水水箱、实验水槽、实验管路及回水管路的合理设计，形成了一个能实现自循环的创新型供水系统，实验者可在该平台同时进行多项规定的水力学实验，包括堰流实验、明渠糙率测定实验、雷诺实验、流量测量实验、鱼道实验、沿程阻力系数测定实验等。

技术研发人员：史国航,郭力平,李志伟,孙斌,王菲菲
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：20230407
技术公布日：2024/2/25