[发明专利]一种模拟高压冰层的实验系统

权利要求书

1.一种模拟高压冰层的实验系统，其特征在于，包括承压筒(5)、冷凝管(3)、机架(1)、制冷机(7)、控制台(6)、传感器(8)，所述的承压筒(5)内填充有介质(4)，并设置有传感器(8)，所述的承压筒(5)外侧套设有冷凝管(3)，所述的冷凝管(3)外侧设置有机架(1)，所述的冷凝管(3)与所述的制冷机(7)连接，所述的制冷机(7)能够通过所述冷凝管(3)将所述介质(4)由液态凝固为固态，所述的控制台(6)与所述的制冷机(7)连接，所述的控制台(6)与所述传感器(8)连接。

2.根据权利要求1所述的模拟高压冰层的实验系统，其特征在于，还包括保温层(2)，所述的保温层(2)设置在所述冷凝管(3)与所述机架(1)之间。

3.根据权利要求2所述的模拟高压冰层的实验系统，其特征在于，所述传感器(8)包括温度传感器、压力传感器和位移传感器。

4.根据权利要求3所述的模拟高压冰层的实验系统，其特征在于，所述的控制台(6)与所述的制冷机(7)通过RS485或RS232串口连接，所述的控制台(6)与所述传感器(8)通过RS485或RS232串口连接。

5.根据权利要求4所述的模拟高压冰层的实验系统，其特征在于，所述的冷凝管(3)螺旋状环绕设置在所述承压筒(5)侧。

6.根据权利要求5所述的模拟高压冰层的实验系统，其特征在于，所述制冷机(7)的功率不小于10KW。

7.根据权利要求5所述的模拟高压冰层的实验系统，其特征在于，所述承压筒(5)的高度大于10m。

8.一种模拟高压冰层的实验方法，采用权利要求7所述的模拟高压冰层的实验系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：组装实验系统，在控制台(6)输入承压筒(5)内半径b与外半径c的数值；

S2：向承压筒(5)内注水；

S3：控制台(6)控制开启制冷机(7)；

S4：温度传感器对承压筒(5)的筒壁温度T进行实时采集，压力传感器对承压筒(5)的筒壁压力P进行实时采集，位移传感器对承压筒(5)内半径伸长量δ进行实时采集，将采集的温度T、压力P、内半径伸长量δ数值传输给控制台(6)；

S5：控制台(6)将当前温度T下采集的压力值P、内半径伸长量δ数值进行判断，是否满足预设值，如果否，更换不同内半径b和/或外半径c的承压筒(5)，返回S1；如果是，控制台(6)控制冰层温度T、压力P保持恒定。

9.根据权利要求8所述的模拟高压冰层的实验方法，其特征在于，所述承压筒(5)的内半径b的值为200mm，或100mm，或300mm，外半径c的值根据拟实现冰层压力的值进行计算和设计。