功能/作用介紹：
在工程實踐中，水電站在實際運行中往往會遇到負荷突然變化的情況，例如因事故突然丟棄負荷，或在較短的時間內啟動機組，這時由于導水葉的快速關閉或開啟將不開避免地在有壓引水管道將出現“水擊”現象，它不僅影響壓力管道，機組，蝸殼等過流部件的強度，而且還關系到電站運行的安全和機組運行的穩定性，造成閥門破壞，管件接頭斷開，甚至管道爆裂等重大事故。因此，在水電站壓力輸水系統設計中，必須進行水擊計算，以便可能出現的最大和最小的水擊壓強，并研究防止和削弱水擊作用的適當的措施。
通過對相關院校的考察和調研，除清華大學、浙江大學等部分院校只有研制的水擊、調壓室實驗演示儀，僅能觀察輸水管道的水擊現象和調壓室水位波動情況，只能定性分析而不能做定量實驗。由于現有水擊實驗裝置普遍存在實驗效果不穩定，不易于肉眼觀測，壓力波動難于控制和準確記錄，定量分析困難等缺點。而用于教學或科研的水擊實驗裝置甚少，尤其是突然關閥的水擊實驗裝置的定量測定還是空白，具我們調研僅在清華大學，浙江大學等少數院校有定性分析水擊調壓室的演示儀器。為此，合肥工業大學水力學實驗室研制了能定量測量水擊傳播過程和調壓室減小水擊壓強的實驗設備——水擊調壓室實驗裝置。該實驗設備裝置利用計算機數據采集處理系統，測定輸水壓力管道沿程壓力值的實時變化過程、調壓室水位波動以及調壓室減小水擊壓強的具體情況。能更進一步加深和鞏固課堂教學中的水擊概念、水擊傳播過程、調壓室中水位波動、調壓室減小水擊壓強等基本概念和基本理論，增加水擊、調壓室水位波動的感性認識，掌握測定輸水壓力管道的壓力及調壓室水位波動的測試方法。
水擊調壓室綜合實驗裝置采用循環水系統，閥門啟閉采用了可調節啟閉時間(0.2秒～數秒)的氣動快速調節閥，輸水壓力管道沿程布置了11只固定壓力傳感器，測定管道上水擊壓力過程線和最大水擊壓力;調壓室設置了一只壓力式液位傳感器，測量調壓室中涌浪水位和波動過程線，輸水壓力管道中的流量用電磁流量計測量流量。管道壓力，調壓室液位平水箱的液位(作用水頭，可保證恒定流)及管中流量的測量控制系統采用工控機配A/D、D/A、D10接口板，配組態軟件，完成系統的控制，數據采集及處理顯示。
實驗過程中采用計算機測控，在計算機控制界面上選擇或輸入必要的參數，可以控制啟停水泵，閘閥供氣泵和控制閘閥啟閉，完成一次水擊調壓室實驗的測控過程及采集數據的回放，波型回放的功能，并可將每次實驗的數據存在指定的文件中，若需實驗數據進行更為詳細分析計算時便可調出。本實驗裝置的特點為自主創新研制，具有自由知識產權，添補了水擊壓力定量量測的空白。實驗結果對學生在走向工作崗位以后在水電站設計中的水擊調壓室計算和實際工程具有指導意義，采集箱及軟件自行開發，易于操作，使用簡單，方便。
本實驗裝置利用計算機數據采集系統，分別測定在管道中有、否調壓室時，在不同關閉、開啟規律條件下，壓力管道中產生的最大水擊壓力、管道上不同點的水擊壓力過程線，在設置調壓室時，調壓室最高、最低涌浪水位波動過程。整套裝置的功能特點如下：
(1) 水擊壓力、平水箱和調壓室水位的測試采用動態壓力傳感器，高速AD轉換實時采集水擊壓力過程線。
(2) 利用計算機測控，一次完成起停水泵、閘閥啟閉、水擊和調壓室水力實驗測控過程及采集數據波型回放。
(3) 控制閘閥采用動作時間可調的氣動球閥，可產生不同的水擊壓力效果，可供分析不同啟閉時間所產生的最大水擊壓力。
(4) 溢流恒定水箱溢流板采用可調裝置，能產生在不同作用水頭、閥門不同啟閉規律條件下的最大水擊壓力。
(5) 試驗管道設置調壓室，可進行在閥門不同啟閉規律條件下，有無調壓室時的最大水擊壓力測試。
(6) 本實驗自主創新研制，填補了水擊壓力定量測量的空白，且易于操作，使用簡單、方便。
(7) 整套裝置可測定不同關閉規律條件下的最大水擊壓力、水擊壓力衰減過程、沿管道水擊壓力分布及調壓室最高最低涌浪水位波動情況、設置調壓室是減小水擊壓力的有效措施之一。
相關技術參數：
水擊壓力測量傳感器 量程-0.1MPa~0.5 MPa 精度0.5級
水位量測傳感器 量程0~3mH2O 精度0.5級
電磁流量計 量程0~30m3/h
氣動球閥 口徑DN25mm 關閥時間0.2~6s可調
AD采集頻率 每通道最大可達20000點/秒
恒定流平水箱 可調水位2.12~2.82m
輸水壓力管道 管徑25mm，壁厚3.5mm，彈性模量800MPa，
實驗段長度49.87m
本實驗設備裝置為水利水電工程專業《水電站》課程開出的綜合性實驗。通過實驗，加深和鞏固水利水電工程專業本科生對有壓輸水管道的水擊、水擊傳播過程、調壓室中水位波動、調壓室減小水擊壓強等基本概念和基本理論，增加水擊、調壓室水位波動的感性認識，增強測定輸水壓力管道的水擊壓強及調壓室水位波動的實際測試技能和對理論知識的運用理解。
作品名稱：水擊調壓室實驗裝置
完成單位：合肥工業大學
