[实用新型]一种水温层化动态实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水温层化动态实验装置。

背景技术

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，如高学平等人发明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。因此需要发明一种新的实验装置，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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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。

根据本实用新型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。

根据本实用新型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。

根据本实用新型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。

根据本实用新型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。

根据本实用新型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。

根据本实用新型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5-10cm，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。

根据本实用新型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。

根据本实用新型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。

根据本实用新型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。

根据本实用新型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。

本实用新型的有益效果是：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是本实用新型的水温层化动态实验装置的示意图。

图2是本实用新型的水温层化动态实验装置中的实验水槽的示意图。