专利名称：多功能自循环渗流教学实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种能够利用自动循环系统同时或分别对土坝和水闸渗流进行演示的多功能自循环渗流教学实验装置，属于包括土木工程、岩土工程、农业工程、水利工程等学科教学仪器技术领域。
背景技术：
土体中空隙的形状和大小是极不规则的，因而水在土体空隙中的渗透是一种十分复杂的现象，由于土体中的空隙一般非常微小，水在土体中流动时的粘滞阻力很大，流速缓慢，因此，其流动状态大多属于层流。然而在实验中显示这种层流特性的教学实验装置目前还没有，所以无论是在土木工程、岩土工程、农业工程还是水利工程教学中，教师无法演示水在土体空隙中的渗透现象，学生也无法得到对层流运动的感性认识。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷，利用粘性液体在模型断面的狭窄缝中的流动，来模拟土坝及水闸地基中的渗流。粘性液体在狭窄缝中的流动能否形成层流，关键在于调整缝的大小的原理，开发一种多功能自循环渗流教学实验装置，能够清晰地显示出层流运动的特性，使人们对层流运动能够有进一步的感性认识。本发明的技术解决方案其结构是闸基的两侧设控制上游水位溢流板、控制下游水位溢流板，闸基上部设水闸底板，在水闸底板上部设有闸门，闸基的左、右两端分别设连接储水水库的上游回水管、下游回水管，控制上游水位溢流板、控制下游水位溢流板与水闸底板间设有色液体输入管，闸基的左下端上游还设有进水管，进水管与储水水库之间接水泵，水泵上设水泵控制器，在实验时将设有色液体输入管插入闸基上部，水闸设置在水闸底板上。
本发明的优点能够利用自动循环系统同时或分别对土坝和水闸渗流进行演示；可以任意设定(调节)上下游水位；根据这原理可以制成不同结构形式的模型；观测绘制浸润线和流网图；根据所绘制的流网图，可以求得闸底板下的渗透压力大小及其分布，以及求出下游渗流出口处各网格的平均渗流坡降。
附图1是本发明的结构示意中的1是有色液体输入管，2是控制上游水位溢流板，3是表示上游水位，4是水闸底板，5是水闸，6是表示下游水位，7是控制下游水位溢流板，8是下游回水管，9是储水水库，10是水泵控制器，11是水泵，12是上游进水管，13是上游回水管，14是闸基。
具体实施例方式
对照附图，其结构是闸基14的两侧设控制上游水位溢流板2、控制下游水位溢流板7，闸基14上部设水闸底板4、在水闸底板4上部设有闸门5，闸基14的左、右两端分别设连接储水水库9的上游回水管13和下游回水管8，控制上游水位溢流板2、控制下游水位控制板7间是水闸底板4，控制上游水位溢流板2、控制下游水位控制板7与水闸底板4间设有色液体输入管1，闸基14的左下端还设有进水管12，进水管12与储水水库9间接水泵11，水泵11上设水泵控制器10，水闸5设置在水闸底板4上。
设置在闸基14的两侧设控制上游水位溢流板2、控制下游水位溢流板7，在当上下游水位高出设定的上游水位溢流板2和下游水位溢流板7的高度时，多余的液体分别经过闸基14的两端设置的上游回水管13和下游回水管8流回储水水库9。在闸基上游一侧设有进水管12给水闸5上游供水，进水管12与水泵11相连，水泵11与储水水库9相连，水泵11从储水水库9中抽取液体通过进水管12向水闸5上游供水，液体经闸基14流向下游，当液体水位高于下游溢流板7后，经下游回水管8流回储水水库9。在实验时，当水位达到稳定时，将将设有色液体输入管1插入闸基4上部，这时有色液体随同上游水库中的液体一起经闸基14流向下游，从而形成一条清晰的流线。
下面以水闸渗流为例说明它的工作方式打开电源开关，水泵开始向模型槽内冲加液体，调节好所需的上下游水位；当模型中的液体开始形成稳定渗流状态后(上游保持溢流状态)，将装好装有有色液体的管子分别插入上游河底不同位置；数分钟后即可形成一组流线，将流线在网格纸上记录下；根据所绘出的流网求出闸底板下的垂直渗透压力大小及其分布图；求出下游渗流出口处各网格的平均渗流坡降。
权利要求
1.多功能自循环渗流教学实验装置，其结构是闸基(14)的两侧设控制上游水位溢流板(2)、控制下游水位溢流板(7)，闸基(14)上部设水闸底板(4)，在水闸底板(4)上部设有闸门(5)，闸基(14)的左、右两端分别设连接储水水库(9)的上游回水管(13)、下游回水管(8)，控制上游水位溢流板(2)、控制下游水位溢流板(7)与水闸底板(4)间设有色液体输入管(1)，闸基(14)的左下端上游还设有进水管(12)，进水管(12)与储水水库(9)之间接水泵(11)，水泵(11)上设水泵控制器(10)，在实验时将设有色液体输入管(1)插入闸基(4)上部，水闸(5)设置在水闸底板(4)。
全文摘要
本发明是多功能自循环渗流教学实验装置，在闸基的两侧设控制上、下游水位溢流板，闸基上部设水闸底板，在水闸底板上部设有闸门，闸基的左、右两端分别设连接上游回水管、下游回水管，控制上游水位溢流板、控制下游水位溢流板与水闸底板间设有色液体输入管，闸基的左下端上游设有进水管，进水管与储水水库之间接水泵，水泵上设水泵控制器，实验时有色液体输入管插入闸基上部，水闸设置在水闸底板上。优点能利用自动循环系统同时或分别对土坝和水闸渗流进行演示；可任意设定上下游水位；制成不同结构形式的模型；观测绘制浸润线和流网图；据所绘制的流网图，求得闸底板下的渗透压力大小及其分布，求出下游渗流出口处各网格的平均渗流坡降。
文档编号G01N15/08GK1763497SQ20051009455
公开日2006年4月26日 申请日期2005年9月27日 优先权日2005年9月27日
发明者周澄, 张祝添, 詹美礼, 速宝玉, 卜明 申请人:河海大学