一种明渠输水输水量沿线减少演示实验装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种明渠输水输水量沿线减少演示实验装置，包括蓄水箱以及置于蓄水箱上部的明渠，明渠包括依次连接的明渠首部、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连接的泄流段、粗糙扩散段和渐变段，在粗糙扩散段的下端连接有渗流带，在明渠中部水量加速流失段的上端还设置有一热风机，在蓄水箱内设置有水泵，该水泵通过一明渠首部进水管与明渠首部连接。本发明该装置利用渗流、湍流、蒸发、风干等方式，小比例形象演示明渠输水工程输水沿线输水量逐渐减小过程，其物理概念清晰、结构简洁、内容丰富、形象逼真、趣味性强、成本较低、操作方便，适宜在高校水利类实验室以及科普类科学宫推广。
【专利说明】
一种明渠输水输水量沿线减少演示实验装置
技术领域
[0001 ]本发明针对目前明渠水利输水工程在运行中出现的输水量沿线逐渐减小、输水效果不佳而设计的一种演示实验装置，通过本发明装置可直观演示明渠输水沿线水量减小过程。它属于水力学及水利工程技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，为缺水地区修建的一些明渠输水工程投入运行后，发现输水量未能达到设计要求，工程效益明显不足。明渠输水工程演示模型大多展现其成功案例，演示失败的案例却不多见，因而这种单一演示成功的演示模型对工程决策不利，不利于在高校水利类实验室及科普类科学宫推广。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种结构简单，原理清楚、易于操作和实现的明渠输水输水量沿线减少演示实验装置，此装置通过渗流、湍流、蒸发、风干等方式，形象演示明渠输水工程输水沿线输水量逐渐减小过程，为工程提供参考。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:
[0005]—种明渠输水输水量沿线减少演示实验装置，包括蓄水箱以及置于蓄水箱上部的明渠，其特征在于:所述明渠包括依次连接的明渠首部、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连接的泄流段、粗糙扩散段和渐变段，所述泄流段截面逐渐增大，所述渐变段截面逐渐变小，所述泄流段前端与所述明渠首部末端连接，所述渐变段的末端与明渠尾部的首端连接，所述粗糙扩散段为镂空结构并设置有引起湍流的凸起结构，在所述粗糙扩散段的下端连接有渗流带，在所述明渠中部水量加速流失段的上端还设置有一出风口指向明渠中部水量加速流失段的热风机，该热风机的风力及温度可调；在所述蓄水箱内设置有水栗，该水栗通过一明渠首部进水管与所述明渠首部连接，在所述明渠尾部末端连接有一尾门，该尾门的出水口通向所述蓄水箱。
[0006]所述凸起结构为锯齿。
[0007]所述渗流带为纤维渗流带。
[0008]在所述明渠首部和明渠尾部分别设置有刻度线。
[0009]本发明一种明渠输水输水量沿线减少演示实验装置，其结构由四部分组成: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，将蓄水箱的水提入明渠首部，最后经过明渠尾部尾门流回蓄水箱。在明渠首部部分，其功能为提供开始输水时，明渠首部水流水面线的位置。在明渠尾部部分，主要展示经过水量流失后，明渠内剩余的水量，与输水之前形成对比。在明渠中部水量加速流失段部分，通过泄流段加速明渠水流，以湍流方式在粗糙扩散段流动，粗糙扩散段渠底设计为锯齿形状，利于湍流形成、加速水体蒸发与风干，热风机的设置替代阳光和风对水体的蒸发和风干，粗糙扩散段渠底加设纤维渗流带替代明渠输水沿线的地下渗流，通过调节热风机的风力大小及温度输出，直观的反映出水流的变化，也能通过更换渗流带，直观的反映不同渗流带因渗流的不同而导致出水的变化。本发明实验装置可以单独实验不同风力下、不同温度下以及不同渗流带下的水量变化，还能综合上述三个条件，进行综合实验。
[0010]与现有技术相比，本发明的优点:其演示逼真，内容丰富，利用渗流、湍流、蒸发、风干等方式，小比例综合演示明渠输水工程输水沿线输水量逐渐减小过程，其物理概念清晰、结构简洁、内容丰富、形象逼真趣味性强、成本较低、操作方便，适宜在高校水利类实验室以及科普类科学宫推广。
【附图说明】
[0011]图1是本发明结构示意图。
[0012]图2是图1明渠的俯视不意图。
[0013]其中:1、明渠首部进水管，2、明渠首部，3、热风机，4、水栗，5、泄流段，6、明渠中部水量加速流失段，7、渗流带，8、粗糙扩散段，9、明渠尾部，1、渐变段，11、尾门，12、蓄水箱。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图，对本发明作详细说明:
[0015]如图1、图2所示，本发明实验装置，包括蓄水箱12和明渠。水栗4置于蓄水箱12内，水栗4的出口与明渠首部进水管I的下端相接，明渠首部进水管I的上端与明渠首部2的渠底相接，明渠中部水量加速流失段6的前端与明渠首部2的末端相接，明渠中部水量加速流失段6的末端与明渠尾部9的前端相连，明渠尾部9的末端设置尾门11，热风机3位于明渠中部水量加速流失段6边坡壁面上，明渠中部水量加速流失段6内泄流段5的尾部与粗糙扩散段8前部相接，粗糙扩散段8的尾部与渐变段10底部相接，泄流段10的上部与明渠尾部前端相接，渗流带7位于粗糙扩散段8的渠底沿线，渗流带7可选用纤维渗流带。在明渠首部2和明渠尾部9分别设置有刻度线。
[0016]工作过程:启动水栗4，通过明渠首部进水管I，将蓄水箱12内的水引入明渠首部2，进入明渠首部2的水流，经过泄流段5以急流进入粗糙扩散段8，在粗糙扩散段8内以湍流进入渐变段10，渐变段10的水流经过明渠尾部9流入尾门11，最后流回蓄水箱12;同时，启动热风机3对明渠中部水量加速流失段6水体进行蒸发与风干作用，以及粗糙扩散段8下的渗流带7对该段水体进行渗透渗流作用，使渠中一部分水量通过渗流带7流进蓄水箱12，最后，流入明渠尾部9的水量与流进明渠首部2的水量相比较，通过刻度线可直观的看到明渠尾部9的水量明显减小，至此，完成了一个明渠输水沿线经过渗流、蒸发、风干作用后渠内水量明显减少的循环。
【主权项】
1.一种明渠输水输水量沿线减少演示实验装置，包括蓄水箱(12)以及置于蓄水箱(12)上部的明渠，其特征在于:所述明渠包括依次连接的明渠首部(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)包括依次连接的泄流段(5)、粗糙扩散段(8)和渐变段(10)，所述泄流(5)段截面逐渐增大，所述渐变段(10)截面逐渐变小，所述泄流段(5)前端与所述明渠首部(2)末端连接，所述渐变段(10)的末端与所述连接在所述泄流段(5)与明渠尾部(9)的首端连接，所述粗糙扩散段(8)为镂空结构并设置有引起湍流的凸起结构，在所述粗糙扩散段(8)的下端连接有可更换的渗流带(7)，在所述明渠中部水量加速流失段(6)的上端还设置有一出风口指向明渠中部水量加速流失段(6)的热风机(3)，该热风机(3)的风力及温度可调;在所述蓄水箱内设置有水栗(4)，该水栗(4)通过一明渠首部进水管(I)与所述明渠首部(2)连接，在所述明渠尾部(9)末端连接有一尾门(11)，该尾门(11)的出水口通向所述蓄水箱(12)。2.根据权利要求1所述的明渠输水输水量沿线减少演示实验装置，其特征在于:所述凸起结构为锯齿。3.根据权利要求1所述的明渠输水输水量沿线减少演示实验装置，其特征在于:所述渗流带(7)为纤维渗流带。4.根据权利要求1所述的明渠输水输水量沿线减少演示实验装置，其特征在于:在所述明渠首部(2)和明渠尾部(9)分别设置有刻度线。
【文档编号】G09B25/02GK105894943SQ201610375726
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】刘孝洋, 于智恒, 谢增芳
【申请人】河海大学