[实用新型]一种冰水耦合综合仿真平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冰水耦合综合仿真平台，是一种模仿冰和水流动状态的实验装置，是一种集水工、自动控制、机电一体化的实验装置。 

背景技术

封冻季节前后河流和水渠中会产生大量的浮冰，浮冰在河道中运动和堆积使河道变窄，甚至堆积为冰塞，形成冰塞险情。因此，研究冰塞的发生、演变，冰盖下的冰块运动等河冰水力学热点问题十分必要。对于输水渠道中的倒虹吸，浮冰同样会产生种种影响。为预防和消除浮冰对倒虹吸的影响，需要获得冰块在倒虹吸前堆积、倒虹吸前冰盖、冰塞形成等相关机理和水力参数，确定倒虹吸前冰盖平铺上溯发展、倒虹吸前冰塞堆积时各相关水力条件间的关系，对其进行研究，以找到解决的方案。研究上述问题，仅仅依靠在真实河道或水渠中的数据积累和计算机模拟是不够的，需要通过真冰条件下的，按比例缩小的模型试验，对各种条件变化的模拟，才能获取真正有效的参数。为了研究倒虹吸和弯曲水道的冰期输水能力，需要建立带有倒虹吸和弯槽的模拟水槽，研究弯槽段冰塞堆积演变过程，冰盖形成过程对河床冲刷的影响，冰盖形成过程中的水位变化，以及其它一些河冰水力学热点问题。 

传统的浮冰实验由于没有专门的实验设施，只能利用一些简单的工具和借用已有的实验渠道，使用人工倒入水流中浮冰的方式进行的。这种方式不但效率低下，而且准确度低。由于各种实验需要反复进行，大量的重复劳动，不但使人疲倦，精度下降，也使实验工作进行缓慢，影响实验进度。特别是进行某个应急实验时，由于在紧急情况下，不能按时得到准确数据，而耽误了最佳处理时间，给人民生命财产造成损失。 

发明内容

为了克服现有技术的问题，本实用新型提出了一种冰水耦合综合仿真平台，建立可以灵活组合的实验水槽，所述的实验水槽可以带有弯槽和倒虹吸，以及水闸等各种水工和河道、水渠的模拟设施。使用计算机控制系统对水流、浮冰的流量、流速进行控制，灵活、快速的进行实验条件的各种变换。 

本实用新型的目的是这样实现的：一种冰水耦合综合仿真平台，包括：源水箱和回水箱，所述的源水箱和回水箱之间设有水量供给装置，多个直槽段，还包括：U字形槽段、带有自动加冰机的加冰槽段、出口带有电控倒虹吸闸门和倒虹吸出口水位传感器的倒虹吸管；所述的源水箱依次与加冰槽段、两到三个带有多个水位传感器的直槽段、倒虹吸管、一个直槽段、U字形槽段、多个直槽段、回水箱可拆卸的连接形成水槽，与回水箱连接的直槽段上设有带有水位传感器的电控尾门；所述的水量供给装置、自动加冰机、电控倒虹吸闸门、电控尾门、各个水位传感器与控制器电连接。 

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型采用的具有可调整一定流量的水槽和倒虹吸、自动加冰机，电控尾门等设置，建立一个可以模拟冰块流动的仿真平台。自动加冰机通过控制器的控制和调整，可以精确的记录和控制加冰量，水量和水位通过控制器都可以进行精确的记录和控制，实现了机电一体化的监测和控制。本实用新型的应用大大减少了冰水耦合实验的手工操作，增加了实验的精确度，更重要的是加快了实验的进程和速度，这一点对于应急研究有着特殊的意义，在特殊的环境下可以挽回人民生命财产的损失，甚至挽救生命。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

图1是本实用新型的实施例一所述仿真平台的平面示意图； 

图2是本实用新型的实施例一所述仿真平台控制界面示意图；

图3是本实用新型的实施例三所述的自动加冰机的结构示意图，是图1中A-A剖面图；

图4是本实用新型的实施例五所述的定量输送带结构示意图，是图3中D点的放大图；

图5是本实用新型的实施例六所述的挡冰器的结构示意图，是图3中E-E向视图；

图6是本实用新型的实施例七所述倒虹吸管的结构示意图，是图1中B向视图。

具体实施方式

实施例一： 

本实施例是一种冰水耦合综合仿真平台，其平面图如图1所示。本实施例包括：源水箱9和回水箱1，所述的原水箱和回水箱之间设有水量供给装置10，多个直槽段3、U字形槽段4、带有自动加冰机的加冰槽段8、出口带有电控倒虹吸闸门5和水位传感器的倒虹吸管6；所述的源水箱依次与加冰槽段、两到三个带有多个水位传感器7的直槽段、倒虹吸管、一个直槽段、U字形槽段、多个直槽段、回水箱可拆卸连接形成水槽，与回水箱连接的直槽段上设有水位传感器和电控尾门2；所述的水量供给装置、自动加冰机、电控倒虹吸闸门、电控尾门、各个水位传感器与控制器电连接。