[实用新型]水流冲刷剪切作用力测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于水利工程领域，具体是水流冲刷剪切作用力测量装置。

背景技术

实际运行的水利水电枢纽工程中,高速水流对水工混凝土壁面的冲击大多数呈小角度状态。在含沙高速平顺水流中,细颗粒悬移质泥沙均在几微米至几十微米之间,随高速水流一起运动,并以较小的角度冲击混凝土过流壁面,混凝土材料破坏以硬质泥沙的微切削作用为主。在平直流道的水流条件下,水平方向的作用力(即混凝土表面的剪切应力)是产生磨损破坏的主要原因。水流对混凝土表面剪切力为f=K₁dv²/2　式中：f—高速水流对固体壁面产生的平均剪切应力；K₁—与水流性质有关的参数；d—含沙水流密度；v—流速。水流对混凝土表面的剪切应力没有实测值，仅仅是根据经验公式计算得到。原因是目前的试验研究大都借助于精密测量仪器来进行水流剪切力的测量,而精密测量仪器一般比较贵重,对环境要求苛刻,这就使得试验有较大的局限性,因此进行工程现场、长时间、恶劣环境下试验很少有人开展。因此研制一种简便的水流冲刷剪切作用力测量装置，对研究水工建筑物磨损、冲蚀破坏非常必要。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种水流冲刷剪切作用力测量装置,由底座、支杆、提手、刻度盘、摆杆、模拟混凝土壁板一、模拟混凝土壁板一中间竖向孔、模拟混凝土壁板二、模拟混凝土壁板二中间竖向孔、转轴、指针组成。所述底座、支杆、提手、转轴、刻度盘固定设置在一起。

进一步的，所述摆杆、指针固定设置在一起,并铰接于转轴上。

进一步的，所述模拟混凝土壁板一开设模拟混凝土壁板一中间竖向孔、模拟混凝土壁板二开设模拟混凝土壁板二中间竖向孔，所述模拟混凝土壁板一、模拟混凝土壁板二通过模拟混凝土壁板一中间竖向孔、模拟混凝土壁板二中间竖向孔方便与摆杆拆装。

进一步的，所述支杆上、下段、摆杆均设有可伸缩、固定机构。

进一步的，所述摆杆下端可插入模拟混凝土壁板一、模拟混凝土壁板二的模拟混凝土壁板一中间竖向孔、模拟混凝土壁板而中间竖向孔，能方便拆装；所述模拟混凝土壁板一、模拟混凝土壁板二可绕摆杆转动,保障两侧板面受力一致。

进一步的，所述模拟混凝土壁板二与模拟混凝土壁板一重量相同、铅直截面面积相同，混凝土壁板二侧面面积很小且光滑；二者迎水端头、背水端头相同均光滑。

进一步的，所述模拟混凝土壁板一的侧板表面模拟混凝土表面制作；与混凝土壁板二侧面对应面积光滑。

本实用新型公开的水流冲刷剪切作用力测量装置，结构简单，操作方便，可以很容易地测定水流对混凝土表面产生的剪切应力，能够为研究水工建筑物磨损、冲蚀破坏提供重要的计算参数。

附图说明

图1是水流冲刷剪切作用力测量装置正面示意图；

图2是该装置侧面示意图；

图3是模拟混凝土壁板一示意图；

图4是模拟混凝土壁板二示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-4所示，本实用新型的水流冲刷剪切作用力测量装置,由底座1、支杆2、提手3、刻度盘4、摆杆5、模拟混凝土壁板一6、模拟混凝土壁板一中间竖向孔61、模拟混凝土壁板二7、模拟混凝土壁板二中间竖向孔71、转轴8、指针9组成.其中底座1、支杆2、提手3、转轴8、刻度盘4固定设置在一起；摆杆5、指针9固定设置在一起,并铰接于转轴上；模拟混凝土壁板一6开设模拟混凝土壁板一中间竖向孔61，模拟混凝土壁板二7开设模拟混凝土壁板二中间竖向孔71，模拟混凝土壁板一6、模拟混凝土壁板二7通过模拟混凝土壁板一中间竖向孔61、模拟混凝土壁板二中间竖向孔71方便与摆杆5拆装；支杆2上、下段、摆杆5均设有可伸缩、固定机构，便于测定不同深度处的水流冲刷作用力。摆杆5下端可插入模拟混凝土壁板一6、模拟混凝土壁板二7的模拟混凝土壁板一中间竖向孔61、模拟混凝土壁板二中间竖向孔71，能方便拆装；模拟混凝土壁板一6、模拟混凝土壁板二7可绕摆杆转动,保障两侧板面受力一致。模拟混凝土壁板二7与模拟混凝土壁板一6重量相同、铅直截面面积相同，混凝土壁板二7侧面面积很小且光滑；二者迎水端头、背水端头相同均光滑。模拟混凝土壁板一6的侧板表面模拟混凝土表面制作；与混凝土壁板二7侧面对应面积光滑。测试时，装置底座置于河道底部，以保障整个测试过程装置处于稳定状态。