调压室水力实验

水电站课程教学实验之(二)

调压室水力实验

前修课程：水力学、水工建筑物、水电站。

开课对象：水利水电工程专业学生。

一、实验目的

1.增强对调压室水力现象的感性认识，验证和巩固理论知识；

2.初步了解进行水电站水力模型试验的方法；

3.密切理论和实践的联系，培养运用所学理论知识分析实际问题的能力。

二、实验任务和要求

利用调压室实验台的阻抗式调压室和差动式调压室进行下列试验：

1.观察并记录上水箱在高水位(cm)时，流量由（L/s）突然减少至零（相当于水电站正常水位丢弃全部负荷）阻抗式和差动式调压室中水位波动过程及稳定所需要的时间。

2.观察并记录上水箱在低水位（cm）时，流量由零突然增至

（L/s）（相当于水电站死水位增加部分负荷情况）及丢弃全部负荷第二振幅涌浪水位，阻抗式和差动式调压室水位波动过程中全部水力现象，以确定其最低涌浪水位，水位稳定所需要的时间，观察调压室内水位波动衰减过程。

3.观察并记录不同管道长度以及不同阻抗孔口面积对调压室水位波动幅值的影响。

三、实验设备及模型数据

1.实验设备

调压室水力模型由上水箱、管道、调压室、阀门、电磁流量计、下水箱及循环水泵几部分组成（见附图）：

水由循环水泵从下水箱抽到上水箱后，通过管道流经调压室，然后由管道引

至电磁流量计（以测定通过管道的流量）最后流回下水箱，形成循环流动。在回水管道上设有手动快速阀及尾水闸阀，前者用以快速改变水管流量使调压室中水位产生波动，后者用以调节流量以满足实验要求。

在差动式调压室的大井井壁及升管上设有标尺，可直接读出水位波动的最高和最低值，以及引水管道至调压室的水头损失h w，波动稳定时间可用秒表测定。阻抗式调压室水位波动过程中的最高水位、最低水位以及上下两个水箱中的水位，都可以通过固定在相应位置的标尺，用目测方法人工记录。

差动式调压室和阻抗式调压室中的水位波动过程线和管道中的流量可由计算机数据采集系统完成，过程如下：LGY-3A型浪高仪将调压室水位的波动过程变成电压信号送到计算机数据采集系统，LDZ-4B型电磁流量计将输水管引用流量转换成电压信号送到计算机，计算机数据采集系统自动记录这些信号，并存储到硬盘中，供计算分析使用。

在完成试验前的所有准备工作后，进入试验程序。其步骤如下：

a.开启计算机，双击桌面上“调压室水力实验”图标；

b.进入“河海大学水电站非恒定流试验数据采集系统”界面；

c.点击鼠标进入“传感器初始状态检测”界面；

d.界面右下方依次显示“重现”、“退出”、“调零”、“确定”四个按钮，点击“确定”按钮；

e.弹出“进入实时测量”和“传感器标定”界面，选择“进入实时测量”，点击“确定”按钮；

f.在弹出的界面中选择本次试验所需要用到的传感器，并选择所有传感器的信号是否在同一坐标显示，点击“确定”按钮；

g.在弹出的界面中输入“文件名”、“采样时间”和“最高水位”，点击“确定”按钮，在弹出的界面中显示“将覆盖上次同名数据文件”，点击“确定”按钮进入量测过程。建议采样时间选择30~90s，最高水位选择100cm。

2.模型数据

（1）引水管

阻抗式调压室引水管长度：短管L1=170cm，长管L2=370cm

差动式调压室引水管长度：短管L1=170c m，长管L2=370cm

引水管内径d=5cm

（2）调压室

阻抗式调压室内径D1=10cm

差动式调压室大井内径D1=10cm

差动式调压室升管内径d=5cm

差动式调压室升管高度Z B=58.5cm

水头损失h w= cm

（3）调压室水力模型数据

水位：

（高水位）上水箱水位cm，下水箱水位cm

（低水位）上水箱水位cm，下水箱水位cm

流量：

高水位时，电磁流量计读数%，流量（L/s）；

低水位时，电磁流量计读数%，流量（L/s）；

四、实验报告

实验结束后，每人独立提交实验报告一份，分析实验成果，报告内容应包括：

1.描述实验观察到的阻抗式和差动式调压室中的水力现象（特别是升管溢流口和阻抗孔口两处）。

2.根据阻抗式调压室模型数据用解析方法求出上水箱为高水位丢荷后调压室的最高水位，并与实验成果比较。

3.比较差动式和阻抗式调压室在同一实验情况时观察到的水力现象。

4.在引用流量相同的情况下，比较不同引水管长度对阻抗式调压室水力现象的影响；

5.比较不同阻抗孔口面积对差动式调压室水力现象的影响。

差动式调压室

调压室实验装置图