[发明专利]一种用于模拟明渠水动力特征的水槽装置及操作方法

权利要求书

1.一种用于模拟明渠水动力特征的水槽装置，包括水槽(1)、水流推进动力装置(2)和底座，所述水槽(1)为环形跑道状，其特征在于，所述水流推进动力装置(2)包括底箱(202)和转轮，所述底箱(202)为顶部具有开口的容器，其顶部与水槽(1)的底部相连；所述转轮包括转轴(204)以及沿着所述转轴(204)的中心轴线延伸且均匀地设置在所述转轴(204)的圆周表面上的多个转轮板(203)，所述转轴(204)与所述水槽(1)的底部位于同一平面，所述底座用于保持所述环形水槽装置的平衡；

通过可调电机驱动水槽底部的转轮产生剪切力带动槽内水流运动，实现槽内流速由底层向表层递增，符合天然河道垂向流速特性；环形水槽设有直槽段，增加直线流程，通过调整电机的转速，实现不同流速条件下的模拟实验。

2.根据权利要求1所述的一种用于模拟明渠水动力特征的水槽装置，其特征在于，所述转轴(204)的圆周方向上均匀设有M排所述转轮板(203)，每排设有N个所述转轮板(203)，其中M≥2，N≥1。

3.根据权利要求2所述的一种用于模拟明渠水动力特征的水槽装置，其特征在于，所述转轮板(203)活动插接在所述转轴(204)上。

4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的一种用于模拟明渠水动力特征的水槽装置，其特征在于，所述水流推进动力装置(2)还包括电机和控制器(201)，所述转轴(204)与所述电机连接，所述电机由所述控制器(201)控制。

5.根据权利要求4所述的一种用于模拟明渠水动力特征的水槽装置，其特征在于，所述控制器(201)为变频调速器。

6.根据权利要求3或5所述的一种用于模拟明渠水动力特征的水槽装置，其特征在于，所述水流推进动力装置(2)位于所述水槽(1)的圆弧段和直槽段的交接处。

7.根据权利要求6所述的一种用于模拟明渠水动力特征的水槽装置，其特征在于，所述底座包括分别设置在水槽(1)两圆弧端底部的第一支架(301)和第二支架(302)，所述第一支架(301)和第二支架(302)均为三角支撑结构。

8.根据权利要求1所述的一种用于模拟明渠水动力特征的水槽装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对水槽(1)进行蓄水，使水面高出转轮板(203)的最上端3～5cm；

2)打开控制器(201)，调整电机转速为1～50r/min；

3)待水槽(1)内水流达到稳定后，选择直槽段起始点下游1个以上的位置，调节测点与水槽底部的距离，分别进行流速测定；

4)调整控制器(201)，使电机转速为51～100r/min，重复步骤3)的操作，得到模拟明渠水动力特征数据。