一种研究NAPLs运移及相变规律的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种研究NAPLs运移及相变规律的试验装置。该装置包括：实验箱、有机玻璃筒、NAPLs气体浓度传感器和马氏瓶。在实验箱中填入配好的指定干密度和指定含水量的土样，装有NAPLs的有机玻璃筒埋入土样中，将金属网小桶固定在实验箱的前壁上，并且埋入土样中，NAPLs气体浓度传感器安装在金属网小桶中，NAPLs渗入土样中，马氏瓶通过橡胶软管与实验箱的金属底座中内置的进水通道连接，马氏瓶中的水流到土样的底部。本实用新型专利技术提供的实验装置和方法可以定量地测量NAPLs在非饱和土中运移时测点处气相体积分数随时间的变化，也能得到在同一时刻不同测点处NAPLs气相浓度分布规律，还可测得在不同干密度、含水量的条件下NAPLs运移和相变规律。

An experimental device for studying migration and phase transformation of NAPLs

The utility model provides an experimental device for studying the migration and phase transformation laws of NAPLs. The device includes: experiment box, plexiglass cylinder, NAPLs gas concentration sensor and Markov bottle. Soil samples with specified dry density and water content are filled in the test box. Organic glass cylinders with NAPLs are embedded in the soil samples. The metal mesh bucket is fixed on the front wall of the test box and embedded in the soil samples. NAPLs gas concentration sensor is installed in the metal mesh bucket. NAPLs infiltrate into the soil samples, and the martensite bottle passes through rubber. The hose is connected with the built-in intake passage in the metal base of the test box, and the water in the martensite bottle flows to the bottom of the soil sample. The experimental device and method provided by the utility model can quantitatively measure the variation of gas phase volume fraction with time at the measuring point when NAPLs migrate in unsaturated soil, obtain the distribution law of gas phase concentration at different measuring points at the same time, and also measure NAPLs migration and phase change gauge under different dry density and water content conditions. Law.

【技术实现步骤摘要】
一种研究NAPLs运移及相变规律的试验装置
本技术涉及土壤研究
，尤其涉及一种监测NAPLs(non-aqueousphaseliquids，非水溶相液体)在非饱和土中运移过程及相变的试验装置。
技术介绍
石油作为当前的主要能源物之一，应用越来越广泛。一些石油类产品在生产，运输，贮存和使用过程中难免发生一些泄露事故，污染地下环境，这些非水相的污染物与水不相容且难于降解，会成为地下土中长期存在的污染源。目前，国内外的一些学者对NAPLs在非饱和土中的运移规律做了相关的研究，但缺乏直接的实验验证，也没有相关的实验装置监测此过程中的NAPLs的相变。
技术实现思路
本技术的实施例提供了一种研究NAPLs运移及相变规律的试验装置，以克服现有技术的缺点。一种监测NAPLs在非饱和土中运移过程及相变的实验装置，包括：实验箱、有机玻璃筒和NAPLs气体浓度传感器；在所述实验箱中填入配好的指定干密度和指定含水量的土样，装有NAPLs的有机玻璃筒埋入所述土样中，所述NAPLs渗入所述土样中，将金属网小桶固定在所述实验箱的前壁上，所述金属网小桶埋入所述土样中，所述NAPLs气体浓度传感器安装在所述金属网小桶中。进一步地，所述装置还包括：马氏瓶，所述马氏瓶通过橡胶软管与所述实验箱的金属底座中内置的进水通道连接，所述马氏瓶中的水流到所述土样的底部，使得实验箱中土体维持一定高度的地下水位。进一步地，所述实验箱包括实验箱上部、实验箱下部、金属底座和金属支撑，所述实验箱上部和所述实验箱下部、所述实验箱下部和所述金属底座之间都是通过螺栓孔和螺栓连接，所述实验箱上部和所述金属底座之间通过金属支撑连接。进一步地，所述螺栓孔和所述螺栓的连接处设有密封胶条。进一步地，所述金属网小桶通过空心螺杆固定在实验箱的前壁上，所述金属网小桶逐层安装，待填土深度达到该层位置后再安装该层的金属网小桶。进一步地，所述实验箱的前面预留有NAPLs气体浓度传感器进入的小孔，该小孔直径4cm；相邻小孔圆心间的距离为15cm，沿着中间竖向留有6个小孔，最下方的小孔距箱底15cm，水平方向在中轴左侧留有3排小孔，每排4个小孔，排与排之间的距离为30cm。进一步地，所述NAPLs气体浓度传感器通过实验箱上预留的孔洞放置于实验箱内的金属网小桶中，所述金属网小桶的尾部设置有螺纹，该螺纹连接在一空心螺杆上，螺杆另一头连接有橡胶螺帽，所述空心螺杆两头的连接处设有密封垫圈，NAPLs气体浓度传感器的接线通过橡胶螺帽中心的孔洞穿出后，孔洞用胶密封。进一步地，所述NAPLs气体浓度传感器采用横向三排，纵向一列的布置方式放入土样中。进一步地，所述有机玻璃箱的厚度小于其高度和宽度，所述有机玻璃筒的底部设有金属网，所述有机玻璃筒底面各个方向的泄漏是相同的，所述有机玻璃筒的筒壁刻有刻度。进一步地，所述NAPLs气体浓度传感器包括半导体传感器。进一步地，所述实验箱体中共填土1.1m高，所述有机玻璃筒10埋入土中10cm，所述有机玻璃的筒外直径取7cm，高30cm。由上述本技术的实施例提供的技术方案可以看出，本技术实施例提供的实验装置和方法可以定量地测量NAPLs在非饱和土中运移时测点处气相体积分数随时间的变化，也能得到在同一时刻不同测点处NAPLs气相浓度分布规律。本技术实施例提供的非饱和土中NAPLs运移过程及相变的实验方法，原理明确，思路清晰，可测得在不同干密度、含水量的条件下NAPLs运移和相变规律。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种监测NAPLs在非饱和土中运移过程及相变的实验装置的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种实验箱的结构图；图3为本技术实施例提供的一种实验箱各部分之间连接处的示意图；图4为本技术实施例提供的一种传感器金属网小桶连接处的示意图；图5为本技术实施例提供的一种有机玻璃筒的结构图。附图标记说明：1实验箱上部2实验箱下部3金属底座4马氏瓶5传感器预留孔6金属支撑7螺栓孔8软管接口9螺栓10有机玻璃筒11密封胶条12金属网小桶13空心螺杆14橡胶螺帽15实验箱侧壁16超细孔金属网具体实施方式为便于对本技术实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本技术实施例的限定。该实施例提供了一种监测NAPLs在非饱和土中运移过程及相变的实验装置。实验原理：在一定范围内，可以假定土体是轴对称的，也就是说NAPLs在水平各个方向的运移都是相同的，选取任一水平方向再加上竖直方向就可以得到NAPLs在土体中的运移情况，实际三维问题就转化为理想二维问题了。实验中用以汽油为例进行研究，汽油外观为透明液体，不便于与观测锋面的运移位置，可加入苏丹III染剂，苏丹III是一种化学染色剂，主要是用于石油、机油和其他的一些工业溶剂的染色，这样可以很明显地看到锋面的位置；汽油进入土体后会发生相变，一般情况下，主要是气相和液相，可以通过测量不同位置的气相汽油和液相汽油浓度随时间的变化，目前，可用半导体传感器测量气相汽油的浓度，液相汽油的浓度的测量目前没有合适可靠的传感器，目前考虑主要变量为土体含水量和干密度，配置某一干密度下不同含水量的土体进行实验，改变干密度并仍按之前的含水量配置土体，这样就可以得到同样干密度不同含水量的实验结果和同一含水量不同干密度的实验结果；在给定的某一干密度和含水量的条件下，还可以得到某一测点处气相汽油浓度随时间变化的情况。该实施例提供的一种监测NAPLs在非饱和土中运移过程及相变的实验装置的结构如图1所示，包括实验箱、有机玻璃筒10、NAPLs气体浓度传感器和马氏瓶4。实验箱包括实验箱上部1、实验箱下部2、金属底座3和金属支撑6；实验箱上部1和实验箱下部2、实验箱下部2和金属底座3之间都是通过螺栓孔7和螺栓9连接，所述螺栓孔7和螺栓9的连接处设有密封胶条，实验箱上部1和金属底座3之间通过金属支撑6连接。在本技术的一个具体应用中，实验箱体中共填土1.1m高，模拟泄漏源的装有NAPLs的有机玻璃筒10埋入土中10cm，模拟泄漏源的有机玻璃筒10的外直径取7cm，高30cm。待其他准备工作都完成后在有机玻璃筒10中加入汽油。金属网小桶通过空心螺杆固定在实验箱的前壁上，便于安装拆卸。为填土方便，金属网小桶逐层安装，待填土深度达到该层位置后再安装该处的金属网小桶12及传感器，并且所述金属网小桶12埋入所述土样中，NAPLs气体浓度传感器安装在金属网小桶中，NAPLs气体浓度传感器也埋入土样中，可以保证传感器良好的工作环境。上述NAPLs气体浓度传感器用来测量土样中NAPLs的气相浓度，在实际应用中，可以将NAPLs气体浓度传感器采用横向三排，纵向一列的布置方式放入土样中，基本覆盖了二维运移所需要的整个区域。上述NAPLs气体浓度传感器通过实验箱上预留的孔洞放置于实验箱内的金属网小桶中。上述金属网小桶由细金属网制成，土颗粒无法进入，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研究NAPLs运移及相变规律的试验装置，其特征在于，包括：实验箱、有机玻璃筒和NAPLs气体浓度传感器；在所述实验箱中填入配好的指定干密度和指定含水量的土样，装有NAPLs的有机玻璃筒埋入所述土样中，所述NAPLs渗入所述土样中，将金属网小桶固定在所述实验箱的前壁上，并且所述金属网小桶埋入所述土样中，所述NAPLs气体浓度传感器安装在所述金属网小桶中。

【技术特征摘要】
1.一种研究NAPLs运移及相变规律的试验装置，其特征在于，包括：实验箱、有机玻璃筒和NAPLs气体浓度传感器；在所述实验箱中填入配好的指定干密度和指定含水量的土样，装有NAPLs的有机玻璃筒埋入所述土样中，所述NAPLs渗入所述土样中，将金属网小桶固定在所述实验箱的前壁上，并且所述金属网小桶埋入所述土样中，所述NAPLs气体浓度传感器安装在所述金属网小桶中。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：马氏瓶，所述马氏瓶通过橡胶软管与所述实验箱的金属底座中内置的进水通道连接，所述马氏瓶中的水流到所述土样的底部，使得实验箱中土体维持一定高度的地下水位。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述实验箱包括实验箱上部、实验箱下部、金属底座和金属支撑，所述实验箱上部和所述实验箱下部、所述实验箱下部和所述金属底座之间都是通过螺栓孔和螺栓连接，所述实验箱上部和所述金属底座之间通过金属支撑连接。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述螺栓孔和所述螺栓的连接处设有密封胶条。5.根据权利要求1或者2或者3或者4所述的装置，其特征在于，所述金属网小桶通过空心螺杆固定在实验箱的前壁上，所述金属网小桶逐层安装，待填土深度达到该层位置后再安装该层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡国庆，李智霖，李舰，刘艳，赵成刚，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：新型
国别省市：北京,11