一种水温层化动态实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种水温层化动态实验装置，其特征在于，所述水温层化动态实验装置包括外循环水池、位于所述外循环水池下游的多个内循环水箱、位于所述多个内循环水箱下游的分布式用水供给控制系统、位于所述分布式用水供给控制系统下游的实验水槽以及位于所述实验水槽下游的回水系统，所述水温层化动态实验装置可将加热后的水体循环利用，运行稳定可靠，能量消耗少，受外界干扰小，可大幅延长有效实验时间，可以用于深水水库的温度层化的模拟实验及相关改善措施的研究工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水温层化动态实验装置。
技术介绍
水库的修建带来了防洪、发电、灌溉、航运、水产养殖和旅游等一系列综合效益，但水库在发挥巨大社会经济效益的同时，对水质和生态环境也将产生一定的影响，水体温度即是其中一个重要的基础指标。水库蓄水后将改变原有天然河道水温的时空分布，特别是大型水库建成后，库区水体的水温参数、流动状态以及热量输运过程也随之发生改变，形成特有的水温分层分布特性，可能给下游的生态环境带来重大影响。为了充分发挥水利工程的综合效益，需要进行大量分析研究工作，分析水库建成后水温分布的影响因素和变化规律，准确预测水温的时空分布，以期采用合理的工程并采取一定的工程措施，把低温水下泄的不利影响降到最低限度。为此，对水库库内水温分布进行室内实验显得异常重要，如高学平等人专利技术了水库水温分层模拟方法(申请(专利)号:CN201010119521.0)，为静态水库水温分层的室内实验提供了方法和装置。但实际实验发现，该装置存在如下不足:1)实验装置只能模拟静止(无出流)状态下水库的温度分布，实际上的研究多需要分析不同工程措施下出水口温度，水流须循环；2)若将该装置直接加出水口，改制成循环装置，加热、稳定耗时较长，无法满足实验要求；不仅如此，外界环境对实验区的温度分布影响极大，实际有效实验时间过短；研究动水状态下水温的分布，水槽在实验时的稳定性应足够大且受外界干扰应足够小。因此需要专利技术一种新的实验装置，研究水温的层化及采取相应工程措施后动水作用下水温的分布及层化效应。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述缺点并且提供一种水温层化动态实验装置，所述水温层化动态实验装置可将加热后的水体循环利用，运行稳定可靠，能量消耗少，受外界干扰小，可大幅延长有效实验时间，可以用于深水水库的温度层化的模拟实验及相关改善措施的研究工作。本专利技术涉及一种水温层化动态实验装置，其特征在于，所述水温层化动态实验装置包括外循环水池、位于所述外循环水池下游的多个内循环水箱、位于所述多个内循环水箱下游的分布式用水供给控制系统、位于所述分布式用水供给控制系统下游的实验水槽以及位于所述实验水槽下游的回水系统。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述多个内循环水箱在水平方向上依次呈阶梯状排布，并且每一个内循环水箱包括位于其一个侧面上的常温水注入孔和位于相对侧面上的水泵抽水孔和回水孔，所述常温水注入孔的位置在竖直方向上高于所述水泵抽水孔和回水孔的位置。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述分布式用水供给控制系统包括供水水泵、位于所述供水水泵下游的回水管道以及多个并联的供水管道，每一个供水管道上依次设置流量调节阀、流量计、自动感应开关以及温度传感器。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述实验水槽包括加热区、位于所述加热区下游的分层水体热交换区、位于所述分层水体热交换区下游的水体整流区、位于所述水体整流区下游的实验区、位于所述实验水槽上方的水槽顶盖以及位于所述水槽顶盖上方的水温保障系统。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述加热区包括分层加热系统，所述分层加热系统包括多个加热装置、温度控制装置以及水平分层隔板。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述多个并联的供水管道的数目小于或等于所述分层加热系统的层数。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述水槽顶盖与所述实验水槽中的水面间距为5-lOcm，并且在所述加热区、分层水体热交换区、水体整流区和实验区之间的过渡之处具有气口。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述水温保障系统保障所述实验水槽中的表层水温与实验要求的表层水温相同。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述分层水体热交换区包括多个水平分层隔板，所述多个水平分层隔板具有孔洞。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述水体整流区包括多个水平分层隔板，并且所述多个水平分层隔板在接近所述实验区边缘处为翼形。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述分布式用水供给控制系统和所述实验水槽之间通过软管连接。根据本专利技术的一个优选的具体实施方案，所述供水水泵与所述实验水槽位于不同区域从而保障所述供水水泵的震动不影响所述实验水槽。本专利技术的有益效果是:所述水温层化动态实验装置可将加热后的水体循环利用，运行稳定可靠，能量消耗少，受外界干扰小，可大幅延长有效实验时间，可以用于深水水库的温度层化的模拟实验及相关改善措施的研究工作。附图说明图1是本专利技术的水温层化动态实验装置的示意图。图2是本专利技术的水温层化动态实验装置中的实验水槽的示意图。图3是本专利技术的水温层化动态实验装置中的多个内循环水箱的排布示意图。图4是本专利技术的水温层化动态实验装置中的单个内循环水箱的结构示意图。图5是本专利技术的水温层化动态实验装置中的分布式用水供给控制系统的示意图。图6是本专利技术的水温层化动态实验装置中的具有孔洞的水平分层隔板的示意图。具体实施例方式参考图1，其显示了本专利技术的水温层化动态实验装置的示意图，所述水温层化动态实验装置包括外循环水池1、位于所述外循环水池I下游的多个内循环水箱2、位于所述多个内循环水箱2下游的分布式用水供给控制系统3、位于所述分布式用水供给控制系统3下游的实验水槽11以及位于所述实验水槽下游的回水系统13。参考图2，其显示了本专利技术的水温层化动态实验装置中的实验水槽的示意图，所述实验水槽11包括加热区4、位于所述加热区4下游的分层水体热交换区5、位于所述分层水体热交换区5下游的水体整流区6、位于所述水体整流区6下游的实验区7、位于所述实验水槽11上方的水槽顶盖28以及位于所述水槽顶盖28上方的水温保障系统27。所述加热区4包括分层加热系统10，所述分层加热系统10包括多个加热装置22、温度控制装置23以及水平分层隔板24。所述分层水体热交换区5和所述水体整流区6同样包括多个水平分层隔板24，然而位于所述分层水体热交换区5内的多个水平分层隔板24具有孔洞25，以促进不同层水体之间的热交换，使上下层水体间的水温连续分布，并且位于所述水体整流区6内的多个水平分层隔板24在接近所述实验区7边缘处为翼形26，以减少水平分层隔板24对水体的扰动。所述水温保障系统27保障所述实验水槽11中的表层水温与实验要求的表层水温相同，保障实验尽可能少受外界环境影响。所述水槽顶盖28与所述实验水槽11中的水面间距为5-lOcm，并且在所述加热区4、分层水体热交换区5、水体整流区6和实验区7之间的过渡之处具有气口 9，从而保障实验水槽11内的水流为无压流。回水系统13位于水槽出水口下方，以回收循环实验产生的温水，并采用回水水泵29将其抽到内循环水箱2，形成水流循环。将内循环水箱2中无法重复利用的温水通过管道返回外循环水池1，水体循环不足部分由外循环水池I补充。参考图3和图4，其分别显示了本专利技术的水温层化动态实验装置中的多个内循环水箱的排布示意图以及本专利技术的水温层化动态实验装置中的单个内循环水箱的结构示意图，所述多个内循环水箱2在水平方向上依次呈阶梯状排布，并且每一个内循环水箱2包括位于其一个侧面上的常温水注入孔30和位于相对侧面上的水泵抽水孔31和回水孔32，所述常温水注入孔30的位置在竖直方向上高于所述水泵抽水孔31和回水孔32的位置。每个内循环水箱2从高温到低温连通排布，存储来自实验水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水温层化动态实验装置，其特征在于，所述水温层化动态实验装置包括外循环水池、位于所述外循环水池下游的多个内循环水箱、位于所述多个内循环水箱下游的分布式用水供给控制系统、位于所述分布式用水供给控制系统下游的实验水槽以及位于所述实验水槽下游的回水系统。

【技术特征摘要】
1.一种水温层化动态实验装置，其特征在于，所述水温层化动态实验装置包括外循环水池、位于所述外循环水池下游的多个内循环水箱、位于所述多个内循环水箱下游的分布式用水供给控制系统、位于所述分布式用水供给控制系统下游的实验水槽以及位于所述实验水槽下游的回水系统。2.根据权利要求1所述的水温层化动态实验装置，其特征在于，所述多个内循环水箱在水平方向上依次呈阶梯状排布，并且每一个内循环水箱包括位于其一个侧面上的常温水注入孔和位于相对侧面上的水泵抽水孔和回水孔，所述常温水注入孔的位置在竖直方向上高于所述水泵抽水孔和回水孔的位置。3.根据权利要求1所述的水温层化动态实验装置，其特征在于，所述分布式用水供给控制系统包括供水水泵、位于所述供水水泵下游的回水管道以及多个并联的供水管道，每一个供水管道上依次设置流量调节阀、流量计、自动感应开关以及温度传感器。4.根据权利要求3所述的水温层化动态实验装置，其特征在于，所述实验水槽包括加热区、位于所述加热区下游的分层水体热交换区、位于所述分层水体热交换区下游的水体整流区、位于所述水体整流区下游的实验区、位于所述实验水槽上方的水槽顶盖以及位于所述水槽顶盖上方的水温保障系统。5.根据权利要求4所述的水温层化动态实验装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋定国，戴会超，刘伟，王煜，别玉静，唐梦君，
申请(专利权)人：中国长江三峡集团公司，
类型：发明
国别省市：