测量挑流消能工消能率的装置及使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111121854A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号201911408020.1(22)申请日2019.12.31(71)申请人南昌工程学院地址330000江西省南昌市高新区天祥大道289号(72)发明人姚莉陈辉石莎陈柏全桂发亮徐准吴建华(74)专利代理机构南京华恒专利代理事务所(普通合伙)32335代理人宋方园(51)Int.Cl.G01D21/00(2006.01)E02B8/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称测量挑流消能工消能率的装置及使用方法(57)摘要本发明公开了一种测量挑流消能工消能率的装置，包括水槽，所述水槽上设有桁架，桁架上安装有水深测尺，在水槽的外侧挂有图板，在水槽中设有调节闸门；所述水深测尺包括横向定位杆和垂向标尺杆，横向定位杆两端分别搭接在水槽两侧壁上，垂向标尺杆穿过横向定位杆并于其垂直；所述调节闸门包括调节遥杆、齿轮轨道和挡水闸门，齿轮轨道固定于挡水闸门侧面，与调节遥杆连接，通过调节摇杆带动挡水闸门升降。本发明的一种测量挑流消能工消能率的装置及使用方法，能精确挑流消能工消能率，该设施和方法运行简单，使用方便。CN111121854ACN111121854A权利要求书1/2页1.一种测量挑流消能工消能率的装置，其特征在于：包括水槽，所述水槽上设有桁架，桁架上安装有水深测尺，在水槽的外侧挂有图板，在水槽中设有调节闸门；所述水深测尺包括横向定位杆和垂向标尺杆，横向定位杆两端分别搭接在水槽两侧壁上，垂向标尺杆穿过横向定位杆并于其垂直；所述调节闸门包括调节遥杆、齿轮轨道和挡水闸门，齿轮轨道固定于挡水闸门侧面，与调节遥杆连接，通过调节摇杆带动挡水闸门升降。2.根据权利要求1所述的测量挑流消能工消能率的装置，其特征在于：所述水槽和图板均采用有机玻璃制作，图板上标有横向和垂向的标尺。3.一种权利要求1或2所述的测量挑流消能工消能率的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，在实验室挑射流试验装置形成挑射流，观察水流入水点及水跃发生起始点位置；步骤二，以挑射流出水口横向中点为(0,0)点(xz平面)，用标尺量出挑射流最高点(xmax,zmax)和入水点(x1,z1)坐标，建立抛物线方程(公式1)；z＝ax2+bx+c(公式1)式中，a、b、c由上述量取的三点确定；步骤三，将测绘图板挂于挑射流入水点附近，调整测绘图板，使其横向和垂向的标尺分别于水平方向和垂直方向平行；步骤四，通过公式1计算下述z2，z3，z4…，zn的值：2z2＝ax2+bx2+c(x2＝x1+1*5cm)2z3＝ax3+bx3+c(x3＝x1+2*5cm)2z4＝ax4+bx4+c(x4＝x1+3*5cm)…2zn＝axn+bxn+c(xn＝x1+(n-1)*5cm)步骤五，以挑射流出水口横向中点为(0,0)点为起点，用水笔在测绘图板标出(x2、z2)、(x3、z3)、(x4、z4)…(xn、zn)点所在位置，并连成光滑曲线M；步骤六，透过测绘图板确定光滑曲线M与水槽底坡交点位置，移动垂向定位杆，使其位于交点的正上方一侧；移动水深测尺中横向定位杆，使其位于交点的另一侧并固定，横向移动垂向标尺杆，使其位于水槽正中央并固定，且不接触水面；步骤七，转动调节闸门中调节遥杆，则挡水闸门垂向运动，增加或减少水槽下游水位，则上游水跃发生位置也将发生改变，当水跃跃前断面刚好在横向移动垂向标尺杆正下方，固定闸门；步骤八，移动水深测尺中横向定位杆，使其位于水跃跃后断面(旋滚消失位置)，松开并垂向移动垂向标尺杆，直至达到水槽底部，读取垂向标尺杆读数，设为h2，即为水跃跃后断面水深，根据公式2，求出水跃跃前水深h1；J(h1)＝J(h2)(公式2)其中Q为流量，通过水位流量曲线可知Q值，g为重力加速度，A为该处断面面积；步骤九，根据消能率计算公式(公式3)，求出此消能工的消能率；2CN111121854A权利要求书2/2页2消能率计算公式其中Eo＝d+ho+Vo/(2g)，为鼻坎进口断面0-0相对2于下游底板的总能量，E1＝h1+V1/(2g)，为水舌落点位置1-1断面能量，d为上下游渠道底板高程差，Vo和V1’分别为上下游计算断面平均流速，ho和h1分别为计算断面平均水深。3CN111121854A说明书1/4页测量挑流消能工消能率的装置及使用方法技术领域[0001]本发明涉及测量挑流消能工消能率的装置及使用方法，属于水利工程泄洪消能领域。背景技术[0002]挑流消能由于结构简单、消能率高和施工方便，在水利水电工程中有广泛的应用。挑流消能工的消能过程一般分为坎上消能、空中消能和下游水垫消能三部分。消能率是反应消能效果的一种方式。具体是指