[发明专利]测量挑流消能工消能率的装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种测量挑流消能工消能率的装置，包括水槽，所述水槽上设有桁架，桁架上安装有水深测尺，在水槽的外侧挂有图板，在水槽中设有调节闸门；所述水深测尺包括横向定位杆和垂向标尺杆，横向定位杆两端分别搭接在水槽两侧壁上，垂向标尺杆穿过横向定位杆并于其垂直；所述调节闸门包括调节遥杆、齿轮轨道和挡水闸门，齿轮轨道固定于挡水闸门侧面，与调节遥杆连接，通过调节摇杆带动挡水闸门升降。本发明的一种测量挑流消能工消能率的装置及使用方法，能精确挑流消能工消能率，该设施和方法运行简单，使用方便。

技术领域

本发明涉及测量挑流消能工消能率的装置及使用方法，属于水利工程泄洪消能领域。

背景技术

挑流消能由于结构简单、消能率高和施工方便，在水利水电工程中有广泛的应用。挑流消能工的消能过程一般分为坎上消能、空中消能和下游水垫消能三部分。消能率是反应消能效果的一种方式。具体是指计算断面的能量差，一般分为相对和绝对。消能率计算断面位置不同，则计算得到的消能率所包含的含义和大小不同。

对于挑流消能，无论采取什么形式的挑流鼻坎，在目前的水工模型试验中特别关注不同方案的挑流鼻坎之间的存在的消能率差异，这里所指的消能率着重研究从鼻坎进口断面到水舌落点延长断面之后的消能率。试验过程中，如果不采取任何措施而直接测量水舌落点延长线后的下游水深，则受来流条件和结构参数的影响，水舌落点下游水流流态有可能出现水跃、掺气、回流漩滚等流态，不同流态形式测量得到的消能率大小有可能会存在较大差异，严重影响测量精度。而且，对不同挑流鼻坎的结构的试验方案，但在同一来流条件下，由于在下游渠道形成急变流后会导致延长断面的水深相同，无法量测出不同方案的消能率差异。因此，目前急需一种测量方法，以便能准确比较不同鼻坎结构方案下的消能率大小。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种测量挑流消能工消能率的装置及使用方法，能精确挑流消能工消能率，该设施和方法运行简单，使用方便。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的测量挑流消能工消能率的装置，包括水槽，所述水槽上设有桁架，桁架上安装有水深测尺，在水槽的外侧挂有图板，在水槽中设有调节闸门；所述水深测尺包括横向定位杆和垂向标尺杆，横向定位杆两端分别搭接在水槽两侧壁上，垂向标尺杆穿过横向定位杆并于其垂直；所述调节闸门包括调节遥杆、齿轮轨道和挡水闸门，齿轮轨道固定于挡水闸门侧面，与调节遥杆连接，通过调节摇杆带动挡水闸门升降。

作为优选，所述水槽和图板均采用有机玻璃制作，图板上标有横向和垂向的标尺。

一种上述的测量挑流消能工消能率的装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一，在实验室挑射流试验装置形成挑射流，观察水流入水点及水跃发生起始点位置；

步骤二，以挑射流出水口横向中点为(0,0)点(xz平面)，用标尺量出挑射流最高点(x_max,z_max)和入水点(x₁,z₁)坐标，建立抛物线方程(公式1)；

z＝ax²+bx+c (公式1)

式中，a、b、c由上述量取的三点确定；

步骤三，将测绘图板挂于挑射流入水点附近，调整测绘图板，使其横向和垂向的标尺分别于水平方向和垂直方向平行；

步骤四，通过公式1计算下述z₂，z₃，z_4…，z_n的值：

z₂＝ax₂²+bx₂+c (x₂＝x₁+1*5cm)