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原文传递一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置

专利名称：	一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置
摘要：	本发明提供一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，包括依次连接的水加热控制供给系统、进口控制系统、水槽系统、尾门控制系统，水槽系统上设置有数控测温系统，于水槽系统内布置隔水幕系统和取水口系统，同时PIV流速测控系统实现对水槽系统中流场的实时监测。水加热控制供给系统用于提供热水，进口控制系统包括进水箱，进水箱用于接收水加热控制供给系统提供的热水和地下水库提供的冷水，进水箱内竖直设置进水箱隔水板，水槽系统通过设置隔水装置将进水箱进入的热水和冷水分隔开。本发明提出可长时间模拟动态流场中的稳定分层温度场，能够直接进行稳态条件下水温分层流动的模拟实验，同时实时监测水体流场的分布状况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	长江水利委员会长江科学院
发明人：	黄卫;黄明海;段文刚;邢领航;周赤;於思涵;郭辉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910101715.9
公开号：	CN109853457A
代理机构：	武汉楚天专利事务所
代理人：	孔敏
分类号：	E02B1/02(2006.01);E;E02;E02B;E02B1
申请人地址：	430010 湖北省武汉市黄浦大街23号
主权项：	1.一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，其特征在于：包括依次连接的水加热控制供给系统(1)、进口控制系统(2)、水槽系统(3)、尾门控制系统(8)，所述水槽系统(3)上设置有数控测温系统(4)，于水槽系统(3)内布置隔水幕系统(6)和取水口系统(7)，同时PIV流速测控系统(5)实现对水槽系统(3)中流场的实时监测；所述水加热控制供给系统(1)包括组合式不锈钢恒温水箱(9)、通过进水管与组合式不锈钢恒温水箱(9)连接的热泵(10)，所述组合式不锈钢恒温水箱(9)设有出水管，所述进口控制系统(2)包括进水箱(17)，所述进水箱(17)的底部设置有热水进水管(36)和冷水进水管(35)，所述热水进水管(36)与组合式不锈钢恒温水箱(9)的出水管末端相连，所述冷水进水管(35)与地下水库(34)相连，所述进水箱(17)内竖直设置有进水箱隔水板(18)，进水箱隔水板(18)将进水箱(17)的热水进水管(36)和冷水进水管(35)分隔，所述水槽系统(3)通过设置隔水装置进水箱(17)进入的热水和冷水分隔开。 2.如权利要求1所述的一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，其特征在于：所述水槽系统(3)包括与进口控制系统(2)出口连通的水槽(37)，进水箱隔水板(18)将进水箱(17)出水口分为第一出水口(38)和第二出水口(39)，所述隔水装置包括与进水箱(17)的第一出水口(38)相连的部分底部设置的第一挡水板(19)、与进水箱(17)的第二出水口(39)相连的部分上部设置的第二挡水板(20)，第一挡水板(19)、第二挡水板(20)分别与进水箱(17)内的进水箱隔水板(18)前端竖直边缘相连，并有共同的交点，由所述两块进水挡板的交点所在线水平延伸出设有隔热板(21)，由此实现进水箱在第一出水口(38)排出热水，并处于隔热板(21)上部，第二出水口(39)排出冷水，并处于隔热板(21)下部。 3.如权利要求1所述的一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，其特征在于：所述热水进水管(36)上安装有热水管阀门(14)、热水管流量计(15)、热水管离心泵(16)，所述冷水进水管(35)上安装有冷水管离心泵(13)、冷水管阀门(11)以及冷水管流量计(12)。 4.如权利要求1所述的一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，其特征在于：所述组合式不锈钢恒温水箱(9)采用聚氨脂发泡保温板，外加不锈钢薄板包装。 5.如权利要求2所述的一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，其特征在于：所述数控测温系统(4)包括可移动数控测车(30)、红外热成像仪(22)、自记式温度记录仪(33)、温度探头(32)、垂向位置固定柱(26)和刻度尺(29)，可移动数控测车(30)滑动设于水槽(37)内壁，垂向位置固定柱(26)与可移动数控测车(30)固定连接，红外热成像仪(22)用来对水体进行定性分析，所述垂向位置固定柱(26)上开有槽孔，槽孔内固定安装刻度尺(29)和温度探头(32)，所述温度探头(32)与自记式温度记录仪(33)相连。 6.如权利要求5所述的一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，其特征在于：可移动数控测车(30)底部设有与实验水槽(37)等宽的横向固定装置(31)，所述横向固定装置(31)是固定于可移动数控测车(30)底部的一块有机玻璃板，其宽度与水槽(37)内部等宽，卡在水槽(37)内部。 7.如权利要求1所述的一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，其特征在于：所述PIV流速测控系统(5)包括激光器(23)和高速摄像机(24)，所述激光器(23)布置在水槽(37)的下面，从水槽(37)的底部进光，所述高速摄像机(24)布置在水槽(37)的侧面，用于准确测量隔水幕附近以及取水口附近的流速场分布情况。 8.如权利要求2所述的一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，其特征在于：所述隔水幕系统(6)布置在PIV测速系统(5)测量范围的实验水槽(37)内，包括设于水槽(37)中的不同高度的隔水幕(25)。 9.如权利要求8所述的一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，其特征在于：所述隔水幕系统(6)布置在PIV测速系统(5)测量范围的实验水槽(37)内，包括设于水槽(37)中的不同高度的隔水幕(25)。 10.如权利要求2所述的一种模拟水温分层运动及分层取水措施效果的实验装置，其特征在于：所述的尾门控制系统(8)采用与水槽(37)相连的电动控制尾门(28)，实现水槽(37)内水深的调节。
所属类别：	发明专利