用于研究雨滴对水-气界面气体传质系数影响的模拟雨室制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于研究雨滴对水‑气界面气体传质系数影响的模拟雨室，包括敞口水槽，敞口水槽上侧设有降雨腔体，降雨腔体内设有水箱，水箱通过水管以及水泵与水源连通，水箱底部设有阵列式设置的若干降雨管，降雨管上端设有安装管，安装管内设有第一气囊，第一气囊通过气管与第一气泵连接，降雨腔体通过导气管与气罐连通，导气管上设有阀门。该雨室可以用于研究雨滴对二氧化碳气体传质系数影响实验中的降雨模拟，为探究水‑气界面气体传质系数实验开展和数据获取提供了技术支持，实现雨量的调节。

A simulated rain chamber used to study the effect of raindrops on the gas mass transfer coefficient at the water gas interface

The utility model provides a simulated rain chamber for studying the influence of raindrops on the gas mass transfer coefficient of the water \u2011 air interface, which includes an open water tank, the upper side of the open water tank is provided with a rain chamber, the rain chamber is provided with a water tank, the water tank is connected with the water source through a water pipe and a water pump, the bottom of the water tank is provided with a plurality of rain pipes arranged in an array, the upper end of the rain pipe is provided with a mounting pipe, and the mounting pipe is provided with a rainfall pipe The first air bag is connected with the first air pump through the air pipe, the rainfall chamber is connected with the air tank through the air pipe, and the air pipe is provided with a valve. The rain chamber can be used to study the rainfall simulation in the experiment of raindrop's influence on the mass transfer coefficient of carbon dioxide gas. It provides technical support for the experiment and data acquisition of the gas mass transfer coefficient of water \u2011 gas interface, and realizes the regulation of rainfall.

【技术实现步骤摘要】
用于研究雨滴对水-气界面气体传质系数影响的模拟雨室
本技术属于环境涉及大气研究领域，特别涉及一种用于研究雨滴对水-气界面气体传质系数影响的模拟雨室。
技术介绍
跨越水-气界面的质量传递率的数值预测对于跨越水-气界面的CO2传递速度非常敏感，所以粗略估计CO2传质系数会导致预测未来气候变化的不确定性大大增加。因此，研究控制跨越水-气界面的质量传递的流体力学因素，精确估算穿越水-气界面的质量传递率是非常重要。风切变是影响跨越水-气界面的质量传递率最重要的因素，另一个因素是撞击水-气界面的雨滴。而在研究雨滴对于气体传质系数的影响的过程中需要搭建模拟雨室，用于探究不同的降雨大小对于水-气界面二氧化碳传质系数的影响。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于研究雨滴对水-气界面气体传质系数影响的模拟雨室，可以进行降雨量的调节，为探究水-气界面气体传质系数实验开展和数据获取提供技术支持。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种用于研究雨滴对水-气界面气体传质系数影响的模拟雨室，包括敞口水槽，敞口水槽上侧设有降雨腔体，降雨腔体内设有水箱，水箱通过水管以及水泵与水源连通，水箱底部设有阵列式设置的若干降雨管，降雨管上端设有安装管，安装管内设有第一气囊，第一气囊通过气管与第一气泵连接，降雨腔体通过导气管与气罐连通，导气管上设有阀门。优选的方案中，所述导气管上连接有缓冲箱。优选的方案中，所述导气管上设有流量计。优选的方案中，所述水箱顶部和降雨腔体顶部之间设有升降装置。进一步的方案中，所述升降装置为气缸。优选的方案中，所述安装管内设有用于支撑第一气囊的环形支撑板，环形支撑板的数量为两个，分别设置在第一气囊的上下两侧。优选的方案中，所述水箱内设有第二气囊，第二气囊通过管路与第二气泵连接。本技术提供的一种用于研究雨滴对水-气界面气体传质系数影响的模拟雨室，通过第一气泵对第一气囊进行充气或放气，改变第一气囊的体积，从而改变降雨管的流速，实现模拟降雨大小的调节，调节不同的降雨，从而通过测量二氧化碳在敞口水槽的水-气界面的传质系数，辅助研究雨滴对二氧化碳传质系数的影响。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术的整体结构示意图。图2为第一气囊的安装示意图。图中：敞口水槽1，降雨腔体2，水箱3，降雨管4，安装管5，第一气囊6，第一气泵7，导气管8，气罐9，缓冲箱10，流量计11，升降装置12，环形支撑板13，第二气囊14，第二气泵15，水泵16。具体实施方式如图1~2所示，一种用于研究雨滴对水-气界面气体传质系数影响的模拟雨室，包括敞口水槽1，敞口水槽1上侧设有降雨腔体2，降雨腔体2为下端开口的箱体结构，降雨腔体2的材质为透明玻璃，便于观察降雨情况，降雨腔体2内设有水箱3，水箱3通过水管以及水泵16与水源连通，水箱3底部设有阵列式设置的若干降雨管4，降雨管4上端设有安装管5，安装管5内设有第一气囊6，第一气囊6通过气管与第一气泵7连接，降雨腔体2通过导气管8与气罐9连通，气罐9内装有二氧化碳气体，导气管8与降雨腔体2的连通位置设置在水箱3的下方，导气管8上设有阀门。具体操作时，通过第一气泵7对第一气囊6进行充气或放气，改变第一气囊6的体积，从而改变降雨管4的流速，实现模拟降雨大小的调节，调节不同的降雨，测量二氧化碳在敞口水槽1的水-气界面的传质系数，从而可以辅助研究雨滴对二氧化碳传质系数的影响。所述导气管8上连接有缓冲箱10。所述导气管8上设有流量计11。流量计11用于测量导气管8的气体输送速度。所述水箱3顶部和降雨腔体2顶部之间设有升降装置12。在本实施例中，所述升降装置12为气缸，也可以用带动推杆等代替。通过升降装置12驱动水箱3上下移动，从而调节水箱3与敞口水槽1的距离，从而调整雨滴的落水速度，从而可以研究降雨速度与二氧化碳水-气界面的传质系数的关系。所述安装管5内设有用于支撑第一气囊6的环形支撑板13，环形支撑板13的数量为两个，分别设置在第一气囊6的上下两侧。所述水箱3内设有第二气囊14，第二气囊14通过管路与第二气泵15连接。通过第二气泵15对第二气囊14充气或放气，改变水箱3内的水压，从而可以进一步调节雨滴的下落速度。具体使用时，首先将水箱3中充满水，第一气囊6处于完全充气状态，降雨管4完全堵塞，打开导气管8上的阀门，使水箱3下方充满二氧化碳气体，当流量计11显示的流量稳定后，表示二氧化碳气体已经充满，开启第一气泵7进行放气，开始进行降雨，测量水-气界面的气体传质系数，第一气囊6继续进行放气，连续测量水-气界面的气体传质系数的变化；调整水箱3的高度，测量同降雨量条件下，降雨速度对水-气界面的气体传质系数的影响。上述的实施例仅为本技术的优选技术方案，而不应视为对于本技术的限制，本技术的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于研究雨滴对水‑气界面气体传质系数影响的模拟雨室，其特征在于：包括敞口水槽（1），敞口水槽（1）上侧设有降雨腔体（2），降雨腔体（2）内设有水箱（3），水箱（3）通过水管以及水泵（16）与水源连通，水箱（3）底部设有阵列式设置的若干降雨管（4），降雨管（4）上端设有安装管（5），安装管（5）内设有第一气囊（6），第一气囊（6）通过气管与第一气泵（7）连接，降雨腔体（2）通过导气管（8）与气罐（9）连通，导气管（8）上设有阀门。

【技术特征摘要】
1.一种用于研究雨滴对水-气界面气体传质系数影响的模拟雨室，其特征在于：包括敞口水槽（1），敞口水槽（1）上侧设有降雨腔体（2），降雨腔体（2）内设有水箱（3），水箱（3）通过水管以及水泵（16）与水源连通，水箱（3）底部设有阵列式设置的若干降雨管（4），降雨管（4）上端设有安装管（5），安装管（5）内设有第一气囊（6），第一气囊（6）通过气管与第一气泵（7）连接，降雨腔体（2）通过导气管（8）与气罐（9）连通，导气管（8）上设有阀门。2.根据权利要求1所述的一种用于研究雨滴对水-气界面气体传质系数影响的模拟雨室，其特征在于：所述导气管（8）上连接有缓冲箱（10）。3.根据权利要求1所述的一种用于研究雨滴对水-气界面气体传质系数影响的模拟雨室，其特征在于：所述导气管（8）上设有流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国柱，宋宝钢，罗越，郭媛，刘硕，潘辉，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42