[实用新型]一种平面径向流模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及渗流实验设备技术领域，尤其涉及一种平面径向流模拟实验装置。

背景技术

地下水在土体孔隙中渗透时，由于渗透阻力的作用，沿程必然伴随着能量的损失。为了揭示水在土体中的渗透规律，法国工程师达西经过大量的实验研究，1856年总结得出渗透能量损失与渗流速度之间的相互关系即为达西定律。平面径向渗流实验是达西定律在径向渗流方式下的体现，可以通过本实验加深对达西定律的理解。

如图1所示，现有平面径向流模拟装置是由渗流模型、压头水杯、水循环系统、模型支架和流程等部件组成，渗流模型由填砂模型2和测压管1两部分组成，填砂模型2是有机玻璃材质做成的，外表透明可用于观察模型内部流体的流动动态，其中填砂模型2的直径340mm；相邻两测压点中心距离为50mm，压头高度为600mm，测压管1固定在填砂模型2中，压头水杯是提供固定压力的限位水杯，水杯有内外两层组成，内杯6提供固定压力，外杯5回收溢流的水，并通过水泵7与水箱4连通，形成水循环系统。填砂模型2的出口直接接入量筒3，可通过秒表计算时间，在一定的时间内通过的体积计算出工作液的流量。

现有径向流设备只能简单测量在一定压头下水面上升的情况，当液面稳定后，排水控制流量，计算流量与压差的关系，其问题一为压头高度限制，测量范围小，不能测量注入量相对大些时的压差与流量；其二为不能考虑不同井网和井距条件下沿程压力的变化。其三填砂模型圆盘较小，中间设置的有机玻璃管较少，不能很好地模拟较长距离下压力变化。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种平面径向流模拟实验装置，有效扩大流量的改变范围，简便精确的计量流量，同时增加了渗流模型的用途，可以考虑不同井网下，同样流量和注入速度情况下渗流规律。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种平面径向流模拟实验装置，包括填砂模型、水循环系统和蠕动泵，所述填砂模型通过蠕动泵与水循环系统连通，所述水循环系统通过蠕动泵实现与所述填砂模型内部的液体循环流动；所述填砂模型上还可拆卸的插立有用于监测压力值的测压管。

其中，所述水循环系统包括水箱和水泵，所述水箱通过水泵与填砂模型的入口连通，所述填砂模型的出口通过蠕动泵与水箱连通。

其中，还包括为所述水循环系统提供动力的压头水杯，所述压头水杯通过水循环系统与填砂模型的入口连通，且所述压头水杯设置在高于所述填砂模型的位置。

其中，所述压头水杯设有一个入水口和两个出水口，所述压头水杯的入水口通过所述水泵与水箱连通，两个所述出水口与所述填砂模型和水箱分别连通，所述水箱还与所述填砂模型的出口连通。

其中，所述压头水杯包括内杯和外杯，所述内杯套设于所述外杯的内部，所述内杯用于提供固定压力，所述外杯用于回收溢流的水；所述内杯与所述压头水杯的入水口连通，且还与所述压头水杯的一个出水口连通，所述压头水杯的另一个出水口与所述外杯连通。

其中，所述测压管的数量为多个，多个所述测压管成米字形均匀分布在所述填砂模型上。

其中，所述测压管包括压力管和井筒，所述井筒插埋于所述填砂模型中，所述压力管与井筒连通，且所述压力管上设有刻度。

其中，所述压力管和填砂模型的材质均为有机玻璃，所述井筒的材质为不锈钢。

其中，所述填砂模型与测压管的连接处的底部可拆卸的设有丝堵，所述丝堵用于调控所述填砂模型与测压管的连接处的开闭。

其中，所述蠕动泵的流量范围为25ml/min～100ml/min。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型的平面径向流模拟实验装置的填砂模型通过蠕动泵与水循环系统连通，水循环系统通过蠕动泵实现填砂模型内部的液体循环流动；填砂模型上还可拆卸的插立有用于监测压力值的测压管。该平面径向流模拟实验装置通过蠕动泵既可以为水循环系统提供动力，又可以有效扩大流量的改变范围，简便精确的计量流量，去除了用量筒测量的麻烦，且可以更加快捷的改变实验流量，加快实验效率；同时增加了渗流模型的用途，可以考虑不同井网下，同样流量和注入速度情况下的渗流规律；测压管密度的增加，使得沿程压力变化看的更加清楚，且测量范围也得到了有效增加。

附图说明

图1为现有技术的平面径向流模拟装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的平面径向流模拟实验装置的结构示意图；