[发明专利]水库水温初始分层模拟系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验模拟系统，具体涉及一种水库水温初始分层模拟系统。

背景技术

大型水库建成蓄水后，由于太阳辐射、入库水流、气温、取水口位置、水库规模以及运行方式等因素的共同影响，水库水体温度会呈现连续性分层分布现象，这种水库水温分层使水库水动力特性及污染物的输运过程不同于均温型水库。Alavian等根据来流密度与水库中分层水体密度的差异可以将密度流(异重流)分为表面流、间层流及下潜流。了解异重流流入分层型水库后水流运动状况及水体中污染物(溶解质、热量、泥沙等)的输移和扩散的规律对于维持库区生态环境、调控下游出水水质具有十分重要的作用，因此关于分层型水库异重流现象的研究得到国内外学者的广泛重视。目前，对于分层型水库异重流运动规律的研究主要集中在数值模拟方面，并取得了大量卓有成效的成果。实验方面，由于水库水温相似理论分析不够完善和水库水温初始分层实验装置的缺失，在实验室内建立能够反映原型实验现象的模型实验还存在比较大的困难。但就其机理性研究而言，通过实验室概化水库模型分析异重流流入分层型水体后水流运动特征对于理解分层型水库中水流运动状况与污染物的输移和扩散规律起到基础研究的作用，因此实现水库中水温的初始分层现象是实验研究的关键所在。前人的研究中主要是以不同溶度冷热盐水代替不同温度淡水形成分层现象，但其形成的水温分层现象极其不稳定且水温分布难以控制，很难形成满足要求的、稳定的水温分布。因此，目前迫切需要一种能够快速实现水库水温初始分层的实验装置。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种水库水温初始分层模拟系统，可以精确的模拟水库的温度分层情况，装置简单，使用方便。

技术方案：为解决上述技术问题，一种水库水温初始分层模拟系统，一种水库水温初始分层模拟系统，包括供水系统、定位装置和出水装置；

所述供水系统包括电机、阀门、控制器、进水管、总出水管、温度传感器、涡街流量计、水箱、加热管和液位传感器，水箱通过水箱出水管与进水管汇流后与总出水管连接，所述水箱出水管、进水管和总出水管上分别设有温度传感器、涡街流量计和阀门，每个阀门都通过电机与控制器连接，每个温度传感器和涡街流量计检测数据传输给控制器，总出水管与出水装置连接，加热管与温度传感器和液位传感器连接，加热管、温度传感器和液位传感器都与控制器连接；

所述定位装置包含水平校准装置、下滑块、聚烯烃薄膜、手摇杆、可旋转定位杆和立柱，所述立柱包括刻有刻度的四根立柱，每个立柱上套有下滑块，立柱垂直立于水库边界外部，立柱顶部设有水平校准装置；所述水平校准装置包括中间部位装有水准管的四根连接杆和四个上滑块，每根连接杆两端与相连的两个上滑块连接，每个上滑块位于一根立柱上，通过每个立柱上套有的上滑块调平水平校准装置；可旋转定位杆包含第一旋转定位杆和第二旋转定位杆，第一旋转定位杆和第二旋转定位杆连接在下滑块上，相邻两根立柱上设有第一手摇杆，另外两根立柱之间设有第二手摇杆，第一手摇杆和第二手摇杆都穿过对应的两个下滑块，所述聚烯烃薄膜一端卷绕在第一手摇杆上，另一端通过钢丝绕过第一旋转定位杆和第二旋转定位杆与第二手摇杆连接；

所述出水装置包含出水喷头、支架、软管和锁紧装置，所述出水喷头上部设有底座，底座与锁紧装置相连，并通过锁紧装置固定在支架上，出水喷头通过软管与总出水管连接。

作为优选，所述锁紧装置包括套管和螺钉，螺钉穿过支架锁紧套管。

作为优选，所述出水喷头出口处设有上层孔板和相对于上层孔板移动的下层孔板，上层孔板和下层孔板每个孔板上分布相同的若干孔。

作为优选，所述第一旋转定位杆和第二旋转定位杆通过螺母与下滑块连接，第一旋转定位杆和第二旋转定位杆可绕对应下滑块转动及固定。

作为优选，所述水箱包括第一水箱和第二水箱，第一水箱和第二水箱均包含加热管和温度传感器，其中第一水箱中还包含液位传感器，加热管、温度传感器和液位传感器分别与控制器连接。所述第一水箱与水箱出水管连接，第二水箱设有与总出水管连接的水箱进水管，水箱进水管上设有阀门，阀门通过电机与控制器连接，第一水箱和第二水箱之间设有水泵，水泵通过第五电机与控制器连接。

作为优选，所述第二水箱设有溢流口。