[发明专利]一种用于缩尺模型实验的泵站模拟装置及泵站模拟方法

说明书

一种用于缩尺模型实验的泵站模拟装置及泵站模拟方法，包括潜水泵，该潜水泵设置在凹陷地面的混凝土基座内的泵房里的泵仓上；泵房为透明的矩形腔体，泵房的长、宽尺寸跟据实际泵房的特征尺寸按照缩尺规则严格计算，而泵房的高度则由模型实际需要确定，泵房的上部为敞开式设计；泵房一侧设置有位于水位线以下的进水导管，泵房另一侧设置有出水导管；潜水泵通过泵仓将通过进水导管流入泵房的水泵入设置在泵房上方的流量控制系统并被其检测及控流，接着，水流通过该流量控制系统再流入位于出水导管上方的整流组件，最后经过出水导管返回水体。本发明能有效地在河工缩尺模型上模拟泵站运行对周围水流、泥沙运动等影响，且流量精确可控。

技术领域

本发明涉及模拟实验装置领域，尤其涉及一种用于缩尺模型实验的泵站模拟装置及泵站模拟方法。

背景技术

目前，在水利科研领域中经常需要开展河工缩尺模型实验，而在该实验中经常需要模拟泵站运行，研究其对周围水流、泥沙运动等影响。

而在缩尺模型实验中需要在模型上完全按照泵站结构，尤其是水泵结构进行缩尺制作，而现有技术下的无法实现，如完全按照泵站结构大小，则实验经费上也不允许。

综上所述，如果能有一种经济可行的模拟装置，其必须满足两个条件：一是流量精确可控；二是泵站进出口流态相似。所以河工缩尺模型的泵站模拟一直是水利科研领域的重大难点问题，迫切希望能够找到一个经济上可行、技术上可靠的模拟方法，一直是广大科研工作者的追求目标。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于缩尺模型实验的泵站模拟装置及泵站模拟方法，本发明能够在河工缩尺模型上模拟泵站运行对周围水流、泥沙运动等影响，且结构简单、造价低、流量精确可控。

本发明的一种用于缩尺模型实验的泵站模拟装置及泵站模拟方法，其具体如下所述：

一种用于缩尺模型实验的泵站模拟装置，包括潜水泵，其特征在于：

所述的潜水泵设置在一凹陷于地面的混凝土基座内的泵房里的泵仓上；

潜水泵通常为普通农用潜水泵即可，其选取依据主要考虑外形尺寸和额定流量，将其放置于泵房内的泵仓上。

所述的泵房为由有机玻璃板制成的透明的矩形腔体，泵房的长、宽尺寸跟据实际泵房的特征尺寸按照缩尺规则严格计算，而泵房的高度则由模型实际需要确定，且该泵房的上部为敞开式设计；

所述的泵房的一侧设置有位于水体的水位线以下的进水导管，泵房的另一侧则设置有出水导管；

所述的潜水泵通过泵仓将通过进水导管流入泵房的水泵入设置在泵房上方的流量控制系统并被其检测及控流，接着，水流通过该流量控制系统再流入位于出水导管上方的整流组件，最后经过出水导管返回水体。

根据本发明的一种用于缩尺模型实验的泵站模拟装置，其特征在于，所述的流量控制系统包括垂直管、弯管、水平管、直读式流量计、拱形管、阻力阀、整流组件连接管和连接管支撑架，其中，垂直管的下端与泵仓连通，垂直管的上端则设置有一90°的弯管，该弯管再连接了水平管的一端，直读式流量计则设置在该水平管上并监测流量，水平管的另一端连接了一拱形管的一端，且在该拱形管上设置有阻力阀并调节流量，拱形管的另一端则与受到连接管支撑架支撑的整流组件连接管的一端连接，而该整流组件连接管的另一端则与整流组件连接。

流量控制系统的一端与潜水泵的泵仓出口相连，另一端则与整流组件相连，该流量控制系统的空间布置必须满足流量计的安装要求。

根据本发明的一种用于缩尺模型实验的泵站模拟装置，其特征在于，所述的垂直管、弯管、水平管及拱形管的管径相等，均为38～42mm。

根据本发明的一种用于缩尺模型实验的泵站模拟装置，其特征在于，所述的整流组件连接管为水平设置的管路，其管径与垂直管、弯管、水平管及拱形管的管径相等。