涉水建筑物繞流阻力測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于水利工程領(lǐng)域，涉及一種涉水建筑物繞流阻力測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水利工程關(guān)系到國計民生，關(guān)系到國家農(nóng)業(yè)和眾多行業(yè)的經(jīng)濟建設(shè)，是極為重要的基礎(chǔ)建設(shè)，工程建設(shè)，故應該高度重視。我國黨和政府極為關(guān)注水利工程的建設(shè)。而水利工程，特別是大型水利工程建設(shè)過程中有大量問題需要研宄，而研宄的三種普遍方法是:理論研宄、物理試驗和數(shù)值計算。理論研宄和物理試驗及數(shù)值計算，這三種方法中必然涉及到涉水建筑物繞流問題，為了能準確和較為精密的研宄和分析水利工程中涉水建筑物繞流問題，就必須對涉水建筑物的繞流阻力(其反作用力即水流沖擊力)極大可能地精確計算，為能準確計算或確定涉水建筑物繞流阻力，以更進一步運用于水利工程中的理論研宄或物理模擬試驗研宄或數(shù)值模擬計算分析中。國外和國內(nèi)一些方法是將涉水建筑物模型安裝于置于試驗水槽底的一個平板小車上，當然能做到在水槽底部挖個水池使得這個平板小車的安裝平板剛好與水槽的底面齊平。這種方法對于基礎(chǔ)建于河流中的涉水建筑物的繞流阻力的測試可行，但對于懸浮于水中的涉水建筑物或其他一些復雜情況的涉水建筑物的繞流阻力的測試就不可靠了。故有必要設(shè)計發(fā)明出能較為高效、方便和實用的涉水建筑物繞流阻力測試裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種涉水建筑物繞流阻力測試裝置，解決目前的測試裝置對于基礎(chǔ)建于河流中的涉水建筑物可行，而對于懸浮于水中的涉水建筑物或其他一些復雜情況的涉水建筑物的繞流阻力的測試就不可靠的問題。
[0004]本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種涉水建筑物繞流阻力測試裝置，包括水槽、靜水池、輕質(zhì)鋁塑管桿、氫氣球、有機玻璃平板、涉水建筑物模型、數(shù)顯拉力計和電腦記錄儀，其中，水槽底部為光滑平面，靜水池為兩個，分別放置于水槽兩側(cè)，輕質(zhì)鋁塑管桿水平放置于水槽之上，輕質(zhì)鋁塑管桿兩端分別連接有氫氣球，氫氣球分別漂浮于靜水池中；輕質(zhì)鋁塑管桿中央下部通過螺栓連接有機玻璃平板，有機玻璃平板底部又通過螺栓連接涉水建筑物模型；數(shù)顯拉力計水平放置于水槽之上，位于涉水建筑物模型的上游且和輕質(zhì)鋁塑管桿處于同一水平面上，輕質(zhì)鋁塑管桿中央通過細鐵絲與數(shù)顯拉力計中央方梁連接，數(shù)顯拉力計又通過數(shù)據(jù)線連接電腦記錄儀。
[0005]進一步的，所述的輕質(zhì)鋁塑管桿中央上方還裝有小水準管器。
[0006]采用上述技術(shù)方案的積極效果:本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，對實驗環(huán)境要求不高，可以真實測試涉水建筑物繞流阻力，不僅對于基礎(chǔ)建于河流中的涉水建筑物可行，對于懸浮于水中的涉水建筑物或其他一些復雜情況的涉水建筑物的繞流阻力的測試也非?？煽?，適用范圍廣。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中，I水槽，2靜水池，3輕質(zhì)鋁塑管桿，4氫氣球，5有機玻璃平板，6涉水建筑物模型，7數(shù)顯拉力計，8電腦記錄儀，9小水準管器。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的說明，但不應理解為對本實用新型的限制:
[0010]實施例1
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，一種涉水建筑物繞流阻力測試裝置，包括水槽1、靜水池2、輕質(zhì)鋁塑管桿3、氫氣球4、有機玻璃平板5、涉水建筑物模型6、數(shù)顯拉力計7和電腦記錄儀8，其中，水槽I底部為光滑平面，水流阻力可以忽略不計，水深根據(jù)所要研宄的水利工程實際情況按一定的比例設(shè)定。靜水池2為兩個，分別放置于水槽I兩偵牝輕質(zhì)鋁塑管桿3水平放置于水槽I之上，輕質(zhì)鋁塑管桿3兩端分別連接有氫氣球4，氫氣球4分別漂浮于靜水池2中，輕質(zhì)鋁塑管桿要求不能變形，但質(zhì)量輕，強度大，氫氣球中的充氣量可以根據(jù)需要抽打氫氣，以徹底浮起整個涉水建筑物模型及有機玻璃板和輕質(zhì)鋁塑管桿以達到讓涉水建筑物模型沒于水中所定位置即可。輕質(zhì)鋁塑管桿3中央下部通過螺栓連接有機玻璃平板5，有機玻璃平板5底部又通過螺栓連接涉水建筑物模型6，此種設(shè)計可以上下調(diào)劑，便于升降到所需定位的位置，涉水建筑物模型沒于水中多深、在何位置都可以根據(jù)水利工程的實際而具體固定。數(shù)顯拉力計7水平放置于水槽I之上，位于涉水建筑物模型6的上游且和輕質(zhì)鋁塑管桿3處于同一水平面上，輕質(zhì)鋁塑管桿3中央通過細鐵絲與數(shù)顯拉力計7中央方梁連接，數(shù)顯拉力計7又通過數(shù)據(jù)線連接電腦記錄儀8。輕質(zhì)鋁塑管桿和數(shù)顯拉力計之間的鐵絲拉直時能處于水平狀態(tài)，這樣一來從而使得數(shù)顯拉力計所顯示的數(shù)據(jù)確實無誤地為涉水建筑物繞流阻力。數(shù)顯拉力計必須根據(jù)水利工程實際情況和涉水建筑物的實際情況及水流狀況的實際情況而選擇敏感精確并具有相應的測量范圍的數(shù)顯拉力計。該數(shù)顯拉力計的數(shù)據(jù)線與電腦記錄儀聯(lián)系在一起，電腦記錄儀及時記錄并進行測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理。
[0012]為了讓輕質(zhì)鋁塑管桿時刻保持水平，所述的輕質(zhì)鋁塑管桿3中央上方還裝有小水準管器9，可以通過該小水準管器的氣泡是否居中，來控制該輕質(zhì)鋁塑管桿是否水平。
[0013]實施例2
[0014]一種使用涉水建筑物繞流阻力測試裝置的測試方法，該方法包括以下步驟:
[0015](I)水槽I中通過平穩(wěn)水流，涉水建筑物模型6位于水流流向的下游；水槽中的水流要求通過循環(huán)泵使得水槽中的水流能做到循環(huán)不斷，水流均勻平穩(wěn)，水位穩(wěn)定，循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速能夠控制水流的平均流速。水位的控制可以通過水位計控制，玻璃水槽邊壁(透明)上可以安裝上水位計，同時也可以通過數(shù)顯水位計隨時監(jiān)控。但雖然通過水位(放水達到)控制和循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速的控制來控制水槽中的水位和水流流速以滿足水利工程研宄及涉水建筑物繞流阻力的測試需要。然而，水流不可避免地出現(xiàn)一定的紊動，從而要求在涉水建筑物繞流阻力測試值的測得數(shù)據(jù)的處理過程中，要求取最大值而不計任何小值或略小值。取最大值作為所測得的涉水建筑物繞流阻力的實際值為數(shù)據(jù)處理技巧。
[0016](2)靜水池2中裝滿水，且兩個靜水池2中水位相同，兩個氫氣球4漂浮在兩個靜水池2中，可以根據(jù)研宄的需要而充入不同量的氫氣，氫氣球4底部接近與靜水池2水面相切，從而極大地減小阻力，這樣一來就可以使得涉水建筑物模型繞流阻力測定得很真實而無或極小有所損失。
[0017](3)輕質(zhì)鋁塑管桿3通過兩端氫氣球4的浮力作用，平穩(wěn)而對稱地把有機玻璃平板5和涉水建筑物模型6浮起在水槽I中，此過程中使用小水準管器(9)對輕質(zhì)鋁塑管桿(3)的水平情況進行校準，一定要保持輕質(zhì)鋁塑管桿的水平狀態(tài)。
[0018](4)涉水建筑物模型6受到水流沖擊力后，拉動與數(shù)顯拉力計7連接的細鐵絲，細鐵絲拉直時能處于水平狀態(tài)。這樣一來從而使得數(shù)顯拉力計所顯示的數(shù)據(jù)確實無誤地為涉水建筑物繞流阻力。數(shù)顯拉力計7將受到的拉力值輸入到電腦記錄儀8，即為涉水建筑物模型6的繞流阻力。
[0019]與其他方法相比較，本方法具有以下優(yōu)勢:
[0020](I)現(xiàn)實性:國外通過水槽底部吹氣而上方無任何浮起使得涉水建筑物模型懸浮于水中，這種方法對于一般的科研單位幾乎做不到，而本裝置一般的科研單位都能做到。
[0021](2)先進性:本裝置和方法的先進性在于數(shù)字化和全程監(jiān)控化。
[0022](3)精確性:本裝置和方法因為平衡浮體的氫氣球可以通過根據(jù)實際情況充入多少量的氫氣而使在做得將涉水建筑物模型充分浸沒于水中并不與水槽底相接觸但能做到與水槽底的距離非常微小，當然可以根據(jù)水利工程實際而將涉水建筑物模型沒于水中一定的位置。同時能做到將兩個平衡浮體氫氣球與其浸入的靜水箱中的水面相切，如此做到真實測試涉水建筑物繞流阻力而又消除了摩擦阻力使測得的數(shù)據(jù)為真實的涉水建筑物繞流阻力。
[0023](4)穩(wěn)定性:由于本裝置中的兩個平衡浮體氫氣球較大，從而能做到使得整個測力設(shè)備極為平穩(wěn)地處于均勻水流中，從而測試涉水建筑物繞流阻力的整個測試過程較為平穩(wěn)穩(wěn)定。
[0024](5 )適用性、實用性廣:國外和國內(nèi)一些方法是將涉水建筑物模型安裝于置于試驗水槽底的一個平板小車上，當然能做到在水槽底部挖個水池使得這個平板小車的安裝平板剛好與水槽的底面齊平。這種方法對于基礎(chǔ)建于河流中的涉水建筑物的繞流阻力的測試可行。但對于懸浮于水中的涉水建筑物或其他一些復雜情況的涉水建筑物的繞流阻力的測試就不可靠了。而本方法因涉水建筑物模型的位置可以調(diào)節(jié)，從而對于任何情況下、任何工況、任何水利工程實際情況下的涉水建筑物繞流阻力的測試都可行可靠，適用范圍廣。
[0025](6)經(jīng)濟性:本裝置所需費用不是很高，水槽一次性建好則可以反復利用眾多次，甚至一勞永逸，涉水建筑物模型的制作，可以通過工程實際情況變化而變化，涉水建筑物模型可以用有機玻璃做成，所需費用不高。模型安裝板也是用有機玻璃板制作的，輕質(zhì)鋁塑管桿(管徑不大，費用不高)，數(shù)顯拉力計可以在市場上買到，費用可以根據(jù)自己的需要購買，也不是很高。電腦數(shù)據(jù)處理完全可以根據(jù)實際情況自己編寫處理程序。整套設(shè)備的費用不會很高，一些設(shè)備可以自己根據(jù)實際情況自我制作加工而成。因此，非常適合一些小型實驗室配備使用。
【主權(quán)項】
1.一種涉水建筑物繞流阻力測試裝置，其特征在于:包括水槽(1)、靜水池(2)、輕質(zhì)鋁塑管桿(3)、氫氣球(4)、有機玻璃平板(5)、涉水建筑物模型(6)、數(shù)顯拉力計(7)和電腦記錄儀(8 )，其中，水槽(I)底部為光滑平面，靜水池(2 )為兩個，分別放置于水槽(I)兩側(cè)，輕質(zhì)鋁塑管桿(3)水平放置于水槽(I)之上，輕質(zhì)鋁塑管桿(3)兩端分別連接有氫氣球(4)，氫氣球(4)分別漂浮于靜水池(2)中；輕質(zhì)鋁塑管桿(3)中央下部通過螺栓連接有機玻璃平板(5)，有機玻璃平板(5)底部又通過螺栓連接涉水建筑物模型(6);數(shù)顯拉力計(7)水平放置于水槽(I)之上，位于涉水建筑物模型(6)的上游且和輕質(zhì)鋁塑管桿(3)處于同一水平面上，輕質(zhì)鋁塑管桿(3)中央通過細鐵絲與數(shù)顯拉力計(7)中央方梁連接，數(shù)顯拉力計(7)又通過數(shù)據(jù)線連接電腦記錄儀(8 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涉水建筑物繞流阻力測試裝置，其特征在于:所述的輕質(zhì)鋁塑管桿(3)中央上方還裝有小水準管器(9)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種涉水建筑物繞流阻力測試裝置，是用兩個氫氣球?qū)⑺髦械纳嫠ㄖ锬Ｐ退礁∑?，同時拉動與數(shù)顯拉力計相連接的細鐵絲，數(shù)顯拉力計將受到的拉力值輸入到電腦記錄儀，即為涉水建筑物模型的繞流阻力。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，對實驗環(huán)境要求不高，可以真實測試涉水建筑物繞流阻力，不僅對于基礎(chǔ)建于河流中的涉水建筑物可行，對于懸浮于水中的涉水建筑物或其他一些復雜情況的涉水建筑物的繞流阻力的測試也非常可靠，適用范圍廣。
【IPC分類】G01M10-00
【公開號】CN204389145
【申請?zhí)枴緾N201520095674
【發(fā)明人】鄧紹云, 邱清華
【申請人】鄧紹云
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月10日