悬沙采样器的设计毕业设计.docx

1、悬沙采样器的设计毕业设计悬沙采样器的设计悬沙采样器的设计机械电子工程专业学生 韦忠爽指导老师 杨桂林摘要：悬沙采样器进水管路的结构和集合参数是影响采样器管嘴进口流速的关键因素之一。为保证所采样的真实和准确性，一般要求采样器进口流速可以接近河流的天然流速。同时，悬沙采样器开关阀的基本作用是控制采样仓的进水和排气，是采样器的另一关键元件，并对采样器的性能起决定性作用。因此，在对现行开关阀分析的基础上，设计了一种新型电动旋转开关阀，试验表明，新型开关阀不仅满足悬沙采样器的功能需求，而且大大提高可靠性。关键词：悬沙采样器；调压；开关阀；含沙量； Design of the Sediment Sampl

2、erStudent majoring in Machinery and electronics engineering Tutor Yang GuilinAbstract: Suspended sediment sampler set of suction culvert structure and parameters affect the sampling nozzle inlet velocity is one of the key factors. In order to guarantee the real and the accuracy of sampling, general

3、requirements sampler natural velocity inlet velocity close to the river.The basic function of the valve for sediment sampler is to control the water in and air-out of the sample container. It is one of the key components of the sediment sampler and has great influence on the performance of the sampl

4、er .Based on the analysis of current valve in use ,a newly electrical powered swivel valve is designed. Experiments show that the new valve not only meets the requirements of the sediment sampler , but also has better reliability .Key word: Sediment sampler；Voltage regulation；Valve； Sediment concent

5、ration；引言悬沙采样器是为解决泥沙测验问题，原水电部发起并组织大量人力、财力进行的研究，形成LSS、FS、JL-、JL-、等采样器产品，但在与美国的USP61型悬沙采样器进行比测时，发现各有关单位生产研制的通过不同级别技术鉴定的悬沙采样器存在多方面的原因，只能停留在小区域小范围内使用，而不能推广应用。为了满足准确采样的要求，悬沙采样器的必须满足：在适用含沙量、水深和流速的情况下，采样器进口流速接近采样器附近水流的天然流速。若令，则X必须满足0.9X30mV；(13) 仪器总长:1300mm,器身最大截面直径316 mm。2.4 关键结构的性能检测 2.4.1 对连通管隔水性能的检测 检查

6、采样器在最复杂的使用状况下，快速向下放和向上提过程中头舱与水样舱是否有翻水现象。在测试过程中，关闭采样器进水管路，在水中快速下放至16 m水深处，然后迅速上提，检查头舱、水样筒有无进水。测试共进行了5次，平均下放速度165 m/min，平均上提速度61 m/min。检测结果表明：头舱、水样舱内无水，连通管无翻水现象，仪器隔水性能良好，满足仪器性能设计要求。2.5 水力特性测试测试目的是检验采样器进口流速系数、调压历时、开关历时、阻力系数等是否达到设计要求。2.5.1 进口流速系数 进口流速系数测试的目的是检测进口流速在不同流速、不同含沙量的条件下是否与天然流速一致，进口流速系数X值是否满足规范

7、要求。按相关规范。含沙量在20kg/以下时，X为0.91.1的保证率应不小于75；含沙量在2050kg/时，为0.71.2的保证率应不小于75。进口流速系数的公式为： 式中X为进口流速系数；为流速仪测的天然流速,m/s；为采样器进水管内的流速，m/s；为采样器取得的水样体积,mL；a为进水管嘴孔口面积, ；T为取样历时,s。对长江AYX2-1型采样器进口流速系数测试，共获得228点比测资料，含沙量为0.012.4kg/，比测流速范围为0.404.92m/s。进口流速系数X为0.91.1的保证率为97.8%各级进口流速测试统计如表3-1。进口流速系数与流速的关系见图3-2(图中三角形点为黄河潼关

8、水文站比测的资料)，从图3-2中可看出，采样器的进口流速系数X值不随流速大小的变化而变化，水力特性良好。 表3-1 进口流速比测试验统计流速级/(ms)比测点进口流速保证率/%4.03898合计23597.06V 图3-2 X关系2.5.2 调压历时试验 调压历时计算公式： 式中为采样器调压历时s；Wo为采样器调压舱总容积，mL；为调压管流速系数；A为调压管路最小切面积；F(H)为水深函数。 式中H为水深。T为了确定调压历时，在脉动较小、水流平稳的条件下，将采样器固定在3m水深处分别停留l、3、5s调压，然后打开进水管开关取样10s，同时用流速仪施测流速，计算进口流速系数X值。若调压效果不好，进口流速系数就会偏大。经过试验，1s调压历时取得的水量有时稍为偏多，并与采样器进水速度有关，进口流速系数X值偏大。显然，若调压历时不够，则存在突灌现象，3s和5s调压历时取得水样基本相同。进口流速系数X值为0.91.0