[发明专利]长距离引水渠道循环水流冻结模型试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种长距离引水渠道循环水流冻结模型试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)确定引水渠道水流原型的物理参数和环境参数；所述物理参数包括引水渠道横断面的边界尺寸、水流速度及引水渠道壁面的摩擦系数，环境参数包括引水渠道所在地气温统计；

2)构建横断面按所述边界尺寸等比例缩小且为上宽下窄的直角梯形状的U型流道，U型流道横断面的竖向直角边模拟引水渠道水流中心线所在水流对称面，U型流道横断面的横向直角短边模拟引水渠道渠底截面，U型流道横断面的斜边模拟引水渠道边坡截面，所述边界尺寸的缩小比例根据所述水流速度、摩擦系数并通过水力学计算确定；对U型流道的对应壁面进行隔热处理和表面粗糙化处理，然后利用泵送系统在U型流道内形成以一定流速稳定循环流动的水流，得到循环水流冻结模型；

3)参照所述气温统计设定低温模拟环境温度，将循环水流冻结模型置于低温模拟环境中，并在给定的水流速度下进行引水渠道水流原型的冻结试验。

2.根据权利要求1所述一种长距离引水渠道循环水流冻结模型试验方法，其特征在于：所述步骤2)中，稳定循环流动的水流的水面高度为U型流道高度的2/3～4/5。

3.根据权利要求1所述一种长距离引水渠道循环水流冻结模型试验方法，其特征在于：所述隔热处理是指在U型流道基体上增加保温层，表面粗糙化处理是指在保温层上增加模拟引水渠道坡面混凝土衬砌层的界面层。

4.根据权利要求1所述一种长距离引水渠道循环水流冻结模型试验方法，其特征在于：所述泵送系统采用设置在U型流道一端的进水箱(1)以溢流方式注水，并采用设置在U型流道另一端的回水箱(2)以及连接在回水箱(2)与进水箱(1)之间的水泵使水流在U型流道与泵送系统之间形成循环流动，水泵的工作频率为5～25Hz。

5.根据权利要求4所述一种长距离引水渠道循环水流冻结模型试验方法，其特征在于：所述步骤2)还包括以下步骤：对U型流道不同深度处水流进行实时监测，根据监测结果对水泵工作频率参照不同水面高度时的水流速度进行标定。