[發明專利]一種模擬地埋熱力管道泄漏的實驗箱及實驗方法

在審

• 申請號: 202011402472.1
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112396943A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 劉聯勝;畢研策;劉宜霖;王曉雪;任曉鐳;郭智勇;劉軒臣;李占華
• 申請（專利權）人: 河北工業大學;承德熱力集團有限責任公司
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰;張國榮

本發明公開了一種模擬埋地熱力管道泄漏的實驗箱及實驗方法；實驗箱包括實驗箱本體、溫濕度傳感器、泄漏管道和管道旋轉組件；所述實驗箱本體的頂部具有開口，底板上具有篩孔；溫濕度傳感器分層布置在實驗箱本體中的土壤里；泄漏管道橫穿實驗箱本體，且通過管道旋轉組件與實驗箱本體的兩側轉動連接，泄漏管道的兩端與外循環管路連接。該實驗箱用于模擬地埋管道在土層中的泄漏狀況，以了解泄漏點周圍土壤的熱濕遷移規律，避免了采用現場測量的方式實施較困難的弊端。通過該方法擬合出土壤溫度、濕度隨土壤深度、泄漏時間變化的經驗公式，實際應用時根據測量埋深、土壤表面的溫度和濕度，利用經驗公式獲得泄漏時間，對實際工程具有指導意義。

技術領域

本發明涉及地埋熱力工程技術領域，具體為一種模擬地埋熱力管道泄漏的實驗箱及實驗方法。

背景技術

在我國北方集中供熱應用十分廣泛，且大部分地區的管網采用直埋敷設的方式鋪設在地下土層中。當熱力管道發生泄漏時，由于管道敷設在地下，很難在第一時間快速、準確的判斷泄漏點的具體位置，容易造成水熱資源的浪費，甚至導致路面坍塌，危害周圍建筑及人身安全。

研究泄漏點周圍土壤的熱濕遷移規律是了解地埋熱力管道泄漏狀況的最佳途徑，而采用現場測量的方式又不容易實施，因此通過搭建實驗臺模擬地下土層環境，了解真實的土壤熱濕遷移規律，不僅可以減少人力物力，而且還可以控制不同變量來模擬更多符合實際情況的土壤熱濕遷移規律，從而快速、準確判斷泄漏點的具體位置。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種模擬地埋熱力管道泄漏的實驗箱及實驗方法。

本發明解決所述技術問題采用的技術方案是：

一種模擬埋地熱力管道泄漏的實驗箱，其特征在于，該實驗箱包括實驗箱本體、溫濕度傳感器、泄漏管道和管道旋轉組件；

所述實驗箱本體的頂部具有開口，底板上具有篩孔；溫濕度傳感器分層布置在實驗箱本體中的土壤里；泄漏管道橫穿實驗箱本體，且通過管道旋轉組件與實驗箱本體的兩側轉動連接，泄漏管道的兩端與外循環管路連接。

所述管道旋轉組件包括彈簧、壓柄、手柄、套管和圓盤；套管位于實驗箱本體外，且套裝在泄漏管道的一端，套管的一端與實驗箱本體的外壁固連；圓盤固定在套管的另一端；手柄的一端固定在泄漏管道上靠近圓盤的位置；壓柄的中部與手柄的中部鉸接，壓柄的一端作用在圓盤上；彈簧的兩端分別與壓柄遠離圓盤的一端和手柄遠離圓盤的一端固連。

圓盤的邊緣呈圓周均勻設有多個限位口，壓柄作用在圓盤的一端具有與限位口配合的卡爪。

實驗箱本體的底部固定有漏斗形的導流罩；導流罩的一側具有排水口，另一側具有清灰口。

所述實驗箱本體安裝在支撐架上，支撐架的底部具有滾輪。

本發明還提供一種模擬埋地熱力管道泄漏的實驗方法，其特征在于，該方法包括以下內容：

1)將泄漏管道的兩端與外循環管路連接，調整泄漏孔的朝向至實驗所需位置；

2)向實驗箱本體中分層平鋪土壤，直到達到預定埋深；在土層鋪設過程中，根據模擬地區土層的壓實程度對土層進行壓實；以泄露管道所在的水平面為基準，在泄露孔上方的每個土層上，與泄露孔豎直方向上共線的位置均布置一個溫濕度傳感器，直到接近土壤表層；沿泄漏管道的方向上每隔一定距離布置一個溫濕度傳感器，直到接近實驗箱本體的兩個側壁，所有的溫濕度傳感器與泄漏孔在豎直面內共面，泄漏孔所在水平面以及泄漏管道以下的土層中不布置溫濕度傳感器；無論泄漏孔的朝向如何變化，溫濕度傳感器始終位于泄漏管道正上方；

3)當外循環管路通水后，水將從泄漏管道的泄漏孔中泄漏出來，并在土層中滲透；溫濕度傳感器采集土壤的溫度和濕度，并將數據傳輸至上位機；