[實用新型]一種非飽和帶水氣二相流實驗模擬系統

有效

• 申請號: 201720801148.4
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN207233265U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 李智;王周鋒;王文科;李婉歆;李一鳴
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所61216
• 代理人: 孫雅靜

技術領域

本實用新型屬于地下水科學與工程領域，涉及一種水氣二相流實驗模擬系統，具體涉及一種非飽和帶水氣二相流實驗模擬系統。

背景技術

除了固體骨架外，非飽和帶內的孔隙被水流和氣體完全充滿，是一個典型的水氣二相流系統，一方面，降雨入滲過程是激發非飽和帶水氣二相運動的主要因素，另一方面，地下水位的不同會顯著影響非飽和帶水氣二相流的運動過程。傳統實驗中采用簡單的水量控制裝置不能精確地模擬各類降雨過程，實際實驗中調節地下水位的步驟過于繁瑣，而且許多實驗裝置只能單一控制一個變量，缺乏能控制多實驗條件的集成系統進行水氣二相流的研究。

發明內容

針對現有技術中的缺陷和不足，本實用新型提供了一種非飽和帶水氣二相流實驗模擬系統，克服現有技術不能精確地模擬各類降雨過程，調節地下水位的步驟過于頻繁，只能單一控制一個變量進行水氣二相流研究的缺陷。

為達到上述目的，本實用新型采取如下的技術方案：

一種非飽和帶水氣二相流實驗模擬系統，包括降雨裝置，降雨裝置內部下方放置有頂部開放的實驗槽，還包括地下水位控制裝置，地下水位控制裝置的高度可以調節，地下水位控制裝置下方放置有效降雨補給收集裝置；

所述的實驗槽側壁的不同高度處加工有多個探針孔；

所述的地下水位控制裝置包括頂部開放的集水槽，集水槽底部通過導管與實驗槽的底部密封連通，集水槽的側壁設有地下水位控制孔，集水槽通過地下水位控制孔密封連通有有效降雨補給收集管，有效降雨補給收集管下端伸入有效降雨補給收集裝置內。

本實用新型還具有如下區別技術特征：

所述的降雨裝置為人工降雨模擬器，人工降雨模擬器包括計量水罐裝置和本體框架，計量水罐裝置通過供水管密封連通本體框架的頂部的噴頭，計量水罐裝置內部設有驅動電機，降雨定時器和測速表。

所述的噴頭設于實驗槽的正上方。

所述的噴頭位于實驗槽正上方至少30cm處。

所述的噴頭分布的面積大于實驗槽頂部開口的大小。

所述的探針孔在距離實驗槽上端越近的位置分布越密集，探針孔內能密封插入傳感器的探針，傳感器連接數據采集箱，所述的傳感器為氣相壓力傳感器和土壤水分傳感器。

所述的集水槽和有效降雨補給收集裝置都安裝在升降架上，集水槽和有效降雨補給收集裝置的高度可以調節；集水槽位于有效降雨補給收集裝置的上方。

所述的實驗槽底部放置在支撐板上，支撐板的高度可以調節。

所述的導管為足夠長的軟管。

所述的有效降雨補給收集裝置為量筒。

本實用新型與現有技術相比，有益的技術效果是：

本實用新型的降雨裝置進行人工模擬降雨時，雨滴能覆蓋并落入實驗槽的有效降雨面積內，同時控制降雨裝置內的計量水罐裝置內部的驅動電機，降雨定時器和測速表，可以隨時調節降雨強度和降雨歷時。

本實用新型的地下水位控制裝置的高度可以調節，地下水位控制裝置包括頂部開放的集水槽，集水槽的側壁設有地下水位控制孔，地下水位控制孔所在水平高度即為地下水位的高度，通過調節集水槽位置來設定所需地下水位的高度，可以簡單實現地下水位的調整。

本實用新型的非飽和帶水氣二相流實驗模擬系統，將實驗槽、降雨裝置、數據采集箱、地下水位控制裝置以及有效降雨補給收集裝置組合成一個整體系統，能精確模擬不同降雨強度和降雨歷時，以及不同地下水位情況下，不同時刻實驗槽內含水率，氣相壓力以及降雨累計入滲量，實現對非飽和帶水氣二相流的準確模擬。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型的實施例1的整體結構示意圖；

圖3為本實用新型傳感器和數據采集箱連接示意圖；

圖中各標號表示為:1-降雨裝置，2-實驗槽，3-導管，4-地下水位控制裝置，5-有效降雨補給收集裝置，6-升降架，7-支撐板；

(1-1)-計量水罐裝置，(1-2)-本體框架，(1-3)-供水管，(1-4)-噴頭；

(2-1)-探針孔，(2-1-1)-傳感器，(2-1-3)-數據采集箱；

(4-1)-集水槽，(4-1-1)-地下水位控制孔，(4-1-2)-有效降雨補給收集管。

以下結合說明書附圖和具體實施方式對本實用新型做具體說明。

具體實施方式