[实用新型]模拟异重流在峡谷中运动的试验装置

说明书

本实用新型公开了一种模拟异重流在峡谷中运动的试验装置。该装置包括平坡水槽，斜坡水槽，激光仪，CCD相机，液压千斤顶，承重平台，排水导管，阀门开关，滑轮，导杆，导轨；还包括刻度尺。本实用新型装置结构简单、成本低廉，功能多样；可适用工况广泛，试验精度高；能模拟异重流在峡谷中遇到植被和地形突变的流动过程；试验过程操作方便，试验效率高，试验设计灵活等优点。试验结果可以为研究异重流的水动力特性提供数据，具有较高的参考价值。

技术领域

本实用新型涉及一种水利工程的试验水槽系统，具体涉及一种模拟异重流在峡谷中运动的试验装置。

背景技术

异重流，又称为密度流，是因为密度差异使得其中一种流体沿着交界面流动，在流动过程中不与其他流体发生全局性掺混的现象。异重流现象在自然界和工程界非常普遍，常见有发电厂温排水、河口区域盐水楔、水库排沙、沙层暴、雪崩等现象。异重流按形成原因分为三类：温度差异异重流、盐度差异异重流、颗粒异重流。

异重流在自然界和工程界的普遍性和重要性，对国民经济建设、环境保护等方面有着十分重要的作用。利用异重流研究雷暴天气，对海岸港区和河口航道清淤；利用异重流通过坝底孔排沙，减少淤积量等；异重流运动过程中的掺混和交换现象的机理，影响交界面阻力的因素，异重流的不恒定流运动等问题，这些都是异重流研究的难点和热点问题。

现已公布的专利方案中，国内外已经给出多种异重流研究的水槽系统，但水槽系统均为矩形断面，对于模拟峡谷异重流具有局限性，而本实验装置采用多边形断面，上部为矩形，下部为等腰梯形，与峡谷形状具有很强的可比性；已开展的异重流试验过程中大多存在着装置模型构件繁多，结构复杂，每次试验过程需重新制作模型从而导致的试验成本过高等问题；同时已有模型试验设计中，鲜有考虑研究异重流遭遇植被、地形突变情况的流动过程装置的技术方案。

发明内容

本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种模拟异重流在峡谷中运动的试验装置。该试验装置系统结构简单，操作方便；能模拟异重流在峡谷中运动遭遇植被和地形突变的试验工况；通过该试验装置系统弥补了以往传统异重流试验中模拟异重流类型的单一性，成功实现了对不同类型异重流模拟的试验装置系统，并能提高对异重流分析与研究的可靠性、准确性和科学性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型包括平坡水槽、斜坡水槽、储水箱、激光仪、液压千斤顶、CCD相机和闸门；平坡水槽与斜坡水槽采用铰接方式直接连通，斜坡水槽和储水箱采用铰接方式，斜坡水槽和储水箱通过闸门隔开。

所述的平坡水槽与斜坡水槽上方安装可移动激光仪，侧面安装CCD相机。

所述的平坡水槽装有排水设施并且固定在不可移动承重台上。

所述的平坡水槽、斜坡水槽、储水箱断面均采用组合图形，上方为矩形、下方为倒置的等腰梯形。平坡水槽两端断面尺寸一致，斜坡水槽断面尺寸由左向右逐渐递减，最左侧与平坡水槽断面尺寸一致，最右侧与储水箱断面尺寸一致。

进一步说，平坡水槽、斜坡水槽、储水箱的壁面采用亚克力板，所述储水箱通过液压千斤顶与方形承重板相连，方形承重板通过导杆与三个滑轮相连接，并且滑轮平面投影中两两夹角为120°。

进一步说，液压千斤顶高度可调，通过控制液压千斤顶的高低而控制斜坡水槽的坡度。

进一步说，CCD相机放置于CCD相机移动平台上，并且可通过计算机控制随激光仪同步移动。

进一步说，平坡水槽与斜坡水槽相接的壁面上带有刻度尺。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型装置主体采用亚克力板和铝合金，结构稳定，水槽壁面便于观测并减少对异重流流动的影响。