[发明专利]一种海底溢油的垂向模拟装置及模拟方法

说明书

本发明涉及海洋环境模拟试验设备技术领域，特别涉及一种海底溢油的垂向模拟装置及模拟方法。该海底溢油的垂向模拟装置包括底部设固定底盘的主体水槽，在主体水槽内底部设支撑架，在支撑架上设喷射器；在支撑架右侧上方设消油剂喷嘴，在喷射器上方主体水槽中部设激光粒子仪；在主体水槽外部左侧设一与喷射器进口相连的注油单元；在注油单元上方主体水槽外左侧设消油剂喷射单元，在主体水槽外部右侧设可升降高速摄像机系统；激光离子仪、注油单元、消油剂喷射单元和可升降高速摄像机系统均与控制器相连。该海底溢油的垂向模拟装置设计科学、能模拟不同喷射速度下的海底溢油及其它污染物在水体中垂向迁移扩散过程规律及沉潜油污存在机制和条件。

(一)技术领域

本发明涉及海洋环境模拟试验设备技术领域，特别涉及一种海底溢油的垂向模拟装置及模拟方法。

(二)背景技术

海底水下溢油发生后，溢油的行为状态会随着环境条件和溢油性质及溢油的流态发生较大的变化。在实际海底水下溢油过程中，溢油的状态及从水底漏油口迁移到水面过程中的行为状态目前尚不能被人们所感知，而溢油等多种油污介质的溢出及变化对海洋水体及周围环境均会造成难以想象的重大污染。为了全面了解水下溢油在溢出后的行为状态的变化规律，需要模拟不同水下环境条件的不同种溢油的整体状况，为水下溢油的预测和处置方法研究提供科学基础依据。为了能正确模拟水下溢油的实际状况，需要对海底水下溢油状态进行水下实际环境条件相同或相似的试验，目前尚未有用于海底水下溢油模拟试验研究用的溢油模拟装置，无法对海底溢油等多种油污介质在水体中从溢出到上升过程进行宏观的测量和观察，无法更为有效的为海洋溢油及其他污染物的应急处置决策提供技术支持。

(三)发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构合理、设计科学、能模拟不同喷射速度下的海底溢油及其它污染物在水体中垂向迁移扩散过程规律及沉潜油污存在机制和条件的海底溢油的垂向模拟装置及模拟方法，解决了现有技术中存在的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种海底溢油的垂向模拟装置，包括一底部设有一固定底盘的主体水槽，在主体水槽内底部设有一支撑架，在支撑架上设有一喷射器，在支撑架右侧的上方设有一消油剂喷嘴，在消油剂喷嘴上方主体水槽的中部侧壁上设有一激光粒子仪；在主体水槽外部的左侧设有一与喷射器进口相连的注油单元，在注油单元上方的主体水槽外部的左侧设有一与消油剂喷嘴进口相连的消油剂喷射单元，在主体水槽外部的右侧设有一可升降高速摄像机系统；所述激光离子仪、注油单元、消油剂喷射单元和可升降高速摄像机系统均与一控制器相连；在主体水槽左侧壁底部设有一进水管，在固定底盘上设有一与主体水槽底端相连通的排水管。

所述注油单元包括油污存储舱和第一柱塞式计量泵，在油污存储舱上端连接一设有一第一电磁阀的第一管路，所述第一管路的出口与油污存储舱上端进口相连，所述第一管路的进口与气源相连；在油污存储舱下端出口连接一设有一单向阀的第二管路，所述油污存储舱通过第二管路与第一柱塞式计量泵的计量缸进口相连，在第一柱塞式计量泵的第一计量柱塞外端连接一第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠的外端通过一第一联轴器连接一第一伺服电机，在第一柱塞式计量泵的计量缸出口通过一第一高压管路与喷射器的进口相连，在第一高压管路上设有一第二电磁阀。

还包括一注气单元，所述注气单元包括在第一高压管路下方设置的一第三管路，所述第三管路的出口与喷射器底端进口相连，所述第三管路的进口与气源相连；在第三管路上设有一第三电磁阀，所述第三电磁阀通过控制器控制，在第三电磁阀与喷射器底端进口之间设有一单向阀。

在第三电磁阀与喷射器底端进口之间设有一单向阀。在喷射器底端连接一与气源相连的第三管路，在第三管路上设有一第三电磁阀。