一种复合式孔型稳水格栅装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种复合式孔型稳水格栅装置，特别适合于实验室供水的稳流问题。
【背景技术】
[0002] 水力学实验中，对于水流输送至实验模型区域中存在进流分布不均，水流在达到 稳定均匀的过程中需要经过长距离的调整，而且效果不好，在出流管道出口位置设置稳流 措施，以便快速得到均匀平稳的水流流态，是模型试验中的一个关键问题。
[0003] 在水工、河工以及港工等几乎所有的水流模型试验中，均要求模型水流进流分布 均匀、水流平稳（水面波动小）。通常情况下简单将实验室供水系统或者经水栗抽吸经过管 道引入到实验模型中，水流进流分布不均匀，紊动强度大，并不能用于实验的进流边界，需 经过长距离的调整，以达到进流均匀以及稳定的水流之后，方可进行实验。这无疑增加了物 理模型实验费用以及实验场地面积。因此，亟需一种在进水管出口处即可以将进流均匀平 稳化，使得水流快速达到均匀平稳的稳流装置。
【发明内容】
[0004] 本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种复合式孔型稳水 格栅装置，该装置可以有效地解决模型进流分布不均匀，紊动强度大等现象，经过两次均化 和稳流后，有效地减小了模型调整段长度，改善了水流流态。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种复合式孔型稳水格栅装置，包括进水室，所 述进水室内从上游到下游依次设有进水管、溢流堰和稳水格栅；所述进水管位于所述进水 室底部，且与所述进水室内的水流方向垂直，所述进水管穿过所述进水室侧壁在进水室外 与供水管相连，所述进水管的末端封闭，水流由均匀分布在所述进水管下表面上的若干个 出水孔流进进水室；所述溢流堰、稳水格栅平行所述进水管，所述溢流堰的宽度与所述进水 室的宽度相等，所述溢流堰的高度小于所述进水室的高度，所述稳水格栅的宽度和所述进 水室的宽度相等，所述稳水格栅的高度与所述进水室的高度相等，所述稳水格栅的底部设 有若干个排水孔。
[0006] 进一步，所述溢流堰的上表面为斜面。
[0007] 进一步，所述稳水格栅为砖块堆砌、钢板制作或者PVC板制作。
[0008] 进一步，所述出水孔数量公式为：
[0009] η ( π r2)彡 π R2
[0010] 其中，η为出水孔的数量，r为出水孔的半径，R为出水管的半径。
[0011] 进一步，所述出水管的半径为0. 15m，出水孔的半径为0. 08m，根据出水孔数量计 算公式，所述出水孔的数量为4个。
[0012] 进一步，所述排水孔的形状为矩形、正方形或圆形。
[0013] 进一步，所述排水孔的数量为6个。
[0014] 本发明所达到的有益技术效果：本发明利用进水管、溢流堰和稳水格栅，将水流进 行均化和消能从而使得水流均匀平稳地进入到实验模型中。水流在进水室的流动过程中进 行了充分混掺、剪切、摩擦与碰撞，动能减小，水流经过稳水格栅排水孔后形成均匀稳定的 水流，达到了短距离快速有效地产生均匀稳定水流的目的。
【附图说明】
[0015] 图1本发明俯视结构示意图；
[0016] 图2本发明剖视示意图；
[0017] 图3本发明之进水管结构示意图；
[0018] 图4本发明之稳水格栅结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 为了能更好的了解本发明的技术特征、技术内容及其达到的技术效果，现将本发 明的附图结合实施例进行更详细的说明。
[0020] 下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。
[0021] 如图1-4所示，本发明提供一种复合式孔型稳水格栅装置，包括进水室1，所述进 水室1内从上游到下游依次设有进水管2、溢流堰3和稳水格栅4 ;
[0022] 所述进水管2位于所述进水室1底部，且与所述进水室1内的水流方向垂直，图1 中箭头所指方向为水流方向，所述进水管2穿过所述进水室1侧壁在进水室1外与供水管 相连，所述进水管2的末端密封，水流由均匀分布在所述进水管2下表面上的若干个出水孔 5流进进水室1 ;
[0023] 所述溢流堰3、稳水格栅4平行所述进水管2,所述溢流堰3的宽度与所述进水室1 的宽度相等，所述溢流堰3的高度小于所述进水室1的高度。所述溢流堰3的上表面为斜 面，更有利于对水流进行均匀化。
[0024] 所述稳水格栅4的宽度和所述进水室1的宽度相等，所述稳水格栅4的高度与所 述进水室1的高度相等，所述稳水格栅4的底部设有若干个排水孔6。所述排水孔6的形状 为矩形、正方形或圆形等几个形状。所述排水孔6的数量为6个。所述稳水格栅4为砖块 堆砌、钢板制作或者PVC板制作。
[0025] 需要说明的是，本发明的出水孔5和排水孔6的数量可以根据实际试验需要进行 设置，所述出水孔数量公式为：
[0026] η ( π r2)彡 π R2
[0027] 其中，η为出水孔的数量，r为出水孔的半径，R为出水管的半径。作为本发明一个 具体实施例，所述出水管的半径为〇. 15m，出水孔的半径为0. 08m，根据出水孔数量计算公 式，所述出水孔的数量为4个。
[0028] 设定最大实验最大流量为Q，过稳水格栅的平均流速为V则排水孔的总出流面积 A ：
[0030] 排水孔的数量为m，每个孔的面积为A1，总的出流面积
作为本发明的 一个具体实施例，当Q = 0. 12m3/s，V = lm/s，Ai = 0. 02m2,则排水孔的数量为6个。
[0031] 本发明的工作原理，进水管2将水流送至进水室1后，由出水孔5排出，再经过溢 流堰3对水流沿进水室1宽度方向均化后流向稳水格栅4,进入稳水格栅4后通过排水孔6 进行稳流消能，最终得到沿进水室1宽度方向入流均匀，水面波动小的水流流态。本发明的 巧妙之处在于可以对实验室不同模型，不同来流流量下的水流进行稳流调节，减小进流的 不均匀性以及减小水面波动，从而得到均匀分布的稳定水流。与其他的稳流调节装置相比， 实现了双重稳流作用，可以在大型水流实验中运用，有效地减小出水设施遇到的流量大，出 水分布不均且流态不稳的问题。装置构造简单，制作方便，可靠性好，成本低。
[0032] 以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换 或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种复合式孔型稳水格栅装置，其特征在于：包括进水室，所述进水室内从上游到 下游依次设有进水管、溢流堰和稳水格栅；所述进水管位于所述进水室底部，且与所述进水 室内的水流方向垂直，所述进水管穿过所述进水室侧壁在进水室外与供水管相连，所述进 水管的末端封闭，水流由均匀分布在所述进水管下表面上的若干个出水孔流进进水室；所 述溢流堰、稳水格栅平行所述进水管，所述溢流堰的宽度与所述进水室的宽度相等，所述溢 流堰的高度小于所述进水室的高度，所述稳水格栅的宽度和所述进水室的宽度相等，所述 稳水格栅的高度与所述进水室的高度相等，所述稳水格栅的底部设有若干个排水孔。2. 根据权利要求1所述复合式孔型稳水格栅装置，其特征在于：所述溢流堰的上表面 为斜面。3. 根据权利要求1所述复合式孔型稳水格栅装置，其特征在于：所述稳水格栅为砖块 堆砌、钢板制作或者PVC板制作。4. 根据权利要求1所述复合式孔型稳水格栅装置，其特征在于：所述出水孔数量公式 为： η ( π r2)彡π R2 其中，η为出水孔的数量，r为出水孔的半径，R为出水管的半径。5. 根据权利要求4所述复合式孔型稳水格栅装置，其特征在于：所述出水管的半径为 0. 15m，出水孔的半径为0. 08m，根据出水孔数量计算公式，所述出水孔的数量为4个。6. 根据权利要求1所述复合式孔型稳水格栅装置，其特征在于：所述排水孔的形状为 矩形、正方形或圆形。7. 根据权利要求1所述复合式孔型稳水格栅装置，其特征在于：所述排水孔的数量为6 个。
【专利摘要】本发明提供一种复合式孔型稳水格栅装置，包括进水室，所述进水室内从上游到下游依次设有进水管、溢流堰和稳水格栅；所述进水管位于所述进水室底部，且与所述进水室内的水流方向垂直，所述进水管穿过所述进水室侧壁在进水室外与供水管相连，所述进水管的末端封闭，水流由均匀分布在所述进水管下表面上的若干个出水孔流进进水室；所述溢流堰、稳水格栅平行所述进水管，所述溢流堰的宽度与所述进水室的宽度相等，所述溢流堰的高度小于所述进水室的高度，所述稳水格栅的宽度和所述进水室的宽度相等，所述稳水格栅的高度与所述进水室的高度相等，所述稳水格栅的底部设有若干个排水孔。
【IPC分类】G09B25/02
【公开号】CN105303954
【申请号】CN201510677562
【发明人】傅宗甫, 吕家才, 崔贞, 高亚军, 陈月君, 赵国浩, 诸韬, 王珊, 熊茵
【申请人】河海大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月19日