[实用新型]一种新型离心雾化降雨模型试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及降雨模型试验技术领域，特别是一种新型离心雾化降雨模型试验装置。

背景技术

目前，在离心场中模拟降雨时多采用筛网式或喷淋式降雨器，前者通过供水箱、空压机、钢丝网和半透膜等装置形成雨滴，而后者则将钢丝网和半透膜替换为单一的喷淋式喷头。上述装置形成的雨滴一般较大（2.4mm~6.0mm），当其在离心场中经离心加速作用到达岩土结构体表面时会形成较大的惯性力，易对岩土结构体表面形成较大的溅蚀和动力作用，造成试验结果严重失真的现象，难以模拟岩土结构物受持续降雨影响的力学响应。此外，上述两种降雨器还面临雨强可调幅度有限（一般仅可模拟2~4个不同的雨强），降雨器结构复杂、易失效，部分部件的寿命短，造价高，后期使用和维护困难等问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有离心降雨试验系统中雨滴过大、部件易失效的不足而提供一种新型离心雾化降雨模型试验装置。

为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种新型离心雾化降雨模型试验装置，包括离心机和设置在离心机外侧的水槽，离心机外设有控制离心机的控制器，离心机内的转臂设有吊篮，吊篮内固定有模型箱，离心机顶部设有进水口，转臂上设有出水口，所述进水口连接有第一电磁阀，第一电磁阀的入水口通过管路依次连接有流量表、调节阀、压力表和压力泵，压力泵的入水口通过管路连通水槽；所述出水口设有第二电磁阀，第二电磁阀的出水端连接有喷洒装置，控制器分别连接并控制压力泵、调节阀、第一电磁阀和第二电磁阀；所述喷洒装置由液压管、铜三通、PU管、转接头、涡流式雾化喷头和铝合金板组成，铝合金板通过螺钉固定在模型箱顶部，铝合金板上还开有通孔，涡流式雾化喷头固定在通孔内，所述液压管的一端与第二电磁阀的出水端连接、另一端连接一个铜三通的入水口，铜三通一个出水口连接PU管、另一个出水口连接PU管或者另一个铜三通的进水口，所述PU管另一端连接有转接头，转接头与涡流式雾化喷头固定连接。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述铝合金板上设有3行×4列直径为                                                12mm的通孔。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述涡流式雾化喷头的孔径为0.03~0.5mm。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述压力泵与水槽之间设有总开关，总开关与压力泵之间设有过滤器。

本实用新型采用基于涡流雾化技术的新型雾化喷头组集喷头阵列，结合铝合金开孔板和PU管、气动接头等形成离心降雨器的主体结构。在离心机外部设置供水箱，其中的水通过水泵和压力表、调节阀等控制装置进入降雨系统供水管路，在给定的水压力驱动下通过气动接头和PU管，进而冲击雾化喷头的涡道，根据水压力大小不同和喷头型号差异而形成不同大小的涡流力，进而造成水雾的颗粒大小及运动速率也不相同，即可在土工离心机模型箱中形成不同强度的降雨。在试验过程中通过线路中的电磁阀实时控制降雨的开始和结束，结合供水管路中的压力泵，可实现不同的降雨历时和降雨强度，进而实现不同的雨型。

与现有技术相比，本实用新型可以解决离心模型试验中雨滴过大的问题，以及雨强调节范围有限的问题，提高了岩土结构物降雨力学响应试验成果的可信度，且结构简单，经济实用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型喷洒装置的结构示意图；

图3是本实用新型的喷洒装置的铝合金板上通孔的分布示意图；

图4是均匀性验证本实用新型时铝盒在模型箱内的位置示意图；

图5是不同供水压强降雨均匀系数图；

图6是不同喷头型号降雨均匀系数图；

图7是试验后模型箱内边坡坡面性状俯视图；

图8是离心加速度等于80g时降雨强度-水压力-喷头型号之间的关系图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步描述，在此实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。