[实用新型]高海拔坝工高速水气两相流研究试验平台

说明书

本实用新型公开了一种高海拔坝工高速水气两相流研究试验平台，包括承压箱、与承压箱连接的低压气循环系统以及与承压箱连接的高速水循环系统；低压气循环系统包括与承压箱顶部连接的多个通气支管，通气支管与通气主管连接，通气主管与抽气泵连接，在通气主管与抽气泵之间设有储气罐；高速水循环系统包括连接在承压箱左端板上的供水支管以及连接在承压箱右端板上的回水管路，供水支管的进口通过供水主管与储水箱连接，在供水主管上设有高压射流泵和流量计，在供水支管的出口上连接有缩径喷头或强迫掺气结构模型，在回水管路上设有水泵。本实用新型能够同时提供高速水流和低气压环境，可用于开展高海拔、高流速水气两相流作用机理的试验研究。

技术领域

本实用新型涉及高坝水力学测试技术领域，特别是一种可用于仿真高海拔地区高坝泄流环境，开展低气压高速泄洪水流掺气特征和雾化特征研究的试验平台。

背景技术

水电站是人类用于调控水资源时空分布，提升水能潜在综合利用效益，实现能源可持续发展的基础性福祉工程，也是推动全球电网互联，开创水电美好未来的基础载体。随着我国云贵和西藏地区水电事业的迅速发展，“高水头、大流量、窄河谷”地区的高海拔高坝枢纽在结构设计及泄洪安全等方面也凸现出许多由于气压环境变化引发的新挑战。高海拔地区，由于地理位置特殊，空气稀薄，大气压力降低，导致高速水流的水气作用机制改变。高速水流的掺气和雾化特征，特别是高坝泄流水舌的运动挑距、散裂扩散、水舌碰并效应、水舌击溅效应、入水冲击动量、直冲击区范围、冲击区下游涌浪高度等，受低气压环境的影响程度不确定，直接影响水工模型试验数据的相似引申。

目前的水工减压模型试验用于反演或预演水工结构的空化空蚀特征，减压箱内的真空度基于重力相似准则和空化数相等原理进行控制，试验流速为低速。四川大学搭建的高速射流模型试验装置，用于开展高速淹没射流的冲击压强特性和高速水流空化特性的研究，试验在常压环境下开展。当前的模型试验设备不能同时提供高速水流和低气压环境，不能直接开展高海拔、高流速水气两相流作用机理的试验研究。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高海拔坝工高速水气两相流研究试验平台，能够同时提供高速水流和低气压环境，可用于开展高海拔、高流速水气两相流作用机理的试验研究。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种高海拔坝工高速水气两相流研究试验平台，包括承压箱、与所述承压箱连接的低压气循环系统以及与所述承压箱连接的高速水循环系统，所述承压箱采用密封结构，设有左端板和右端板，在所述承压箱顶部设有压力表，在所述承压箱上设有密封工作门；所述低压气循环系统包括与所述承压箱顶部连接的多个通气支管，所有所述通气支管均匀布置在所述承压箱顶部，所述通气支管与通气主管连接，所述通气主管与所述抽气泵连接，在所述通气主管与所述抽气泵之间设有储气罐；在所述通气主管上设有气路调节阀Ⅰ；所述高速水循环系统包括连接在所述承压箱左端板上的供水支管以及连接在所述承压箱右端板上的回水管路，所述供水支管的进口通过供水主管与储水箱连接，在所述供水主管上设有高压射流泵和流量计，在所述供水支管的出口上连接有缩径喷头或强迫掺气结构模型，在所述回水管路上设有水泵。

在所述通气主管上连接有多个补气支管，所有的所述补气支管均匀布置在所述承压箱的顶部，所述补气支管连通常压大气环境，在所述补气支管上设有气路调节阀Ⅱ。

在所述承压箱内的水流冲击区前方设有挡水板，所述挡水板固定在所述承压箱的底板上，在所述承压箱的箱壁上连接有位于所述挡水板后方的补水管口，在所述挡水板的底部设有排水孔，在所述排水孔内设有堵水塞，所述补水管口通过补水管路与所述储水箱连接，在所述补水管路上设有补水泵和水路调节阀。

所述承压箱的底面为坡面，左端较高，所述承压箱的底面靠近右端板的部位设有储水槽，所述水槽与所述坡面的右端连接。

在所述承压箱内顶部设有照明灯和监控器，在所述承压箱上设有观察窗。