CN112376490A - 研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置 - Google Patents

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辜晋德
胡亚安
赵建钧
徐建荣
彭育
薛阳
颜志庆
王宇
卢登峰
刘冠男
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PowerChina Huadong Engineering Corp Ltd
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    • G01N33/18—Water

Abstract

本发明公开了研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，属于实验室水工模型领域，可测量不同压力、静水与动水条件下的气体过饱和水体产生过程，将原本复杂的原型观测简单化，可以自由变化影响因素，更好的研究气体过饱和水体的产生机理，当测量静水状态下的气体过饱和水体生成过程时，全程关闭底部循环水泵，密封水箱充水后关闭可微调电控阀门，开启底部充气泵，顶部高精度压力表示数变化时开启顶部抽气泵，调节可微调电控阀门使高精度压力表示数稳定，则底部充气泵进气口压力为高精度压力表示数P0与密封水箱水压PA叠加。

Description

研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置
技术领域
本发明涉及实验室水工模型领域，尤其涉及研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置。
背景技术
由高坝泄流而引起的的总溶解气体过饱和问题及其对鱼类等水生生物的影响在我国日益突出，且逐渐成为人们关注的水域环境生态风险之一。造成水体中总溶解气体过饱和的因素较多，一般认为气体过饱和水体的形成主要源于气泡进入深层水体后在水体压力作用下溶解于水中，后由于压力突然降低，气体无法快速从水体中释放而导致水中含气量超过常规饱和度。以往对气体过饱和水体的研究往往通过原型观测，但原型观测环境复杂，且各工程特点各不相同，难以总结一个通用的规律。需要再实验室内创造一个各影响因素可以自由变化的环境，以更好的研究气体过饱和水体的产生机理。
发明内容
本发明为解决上述问题，而提出的研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，包括：密封水箱、顶部抽气泵、顶部充气泵、底部充气泵和底部循环水泵，所述密封水箱上方左侧固定安装有顶部抽气泵，所述顶部抽气泵进口与密封水箱内部上侧连通，所述顶部抽气泵出口与外部环境相连通，所述密封水箱上方右侧固定安装有顶部充气泵，所述顶部充气泵出口与密封水箱内部上侧连通，所述顶部充气泵进口与外部环境连通，所述密封水箱下方左侧固定安装有底部充气泵，所述底部充气泵进口与外部环境连通，所述底部充气泵出口与密封水箱内部右下角连通，所述密封水箱下方右侧固定安装有底部循环水泵，所述底部循环水泵进口处与密封水箱内部左侧中部靠下位置连通，所述底部循环水泵与密封水箱内部连接处固定安装有进水控制盒，所述底部循环水泵出口处与密封水箱内部左下角连通，所述密封水箱顶部固定安装有高精度压力表，所述密封水箱内部固定安装有水质监测传感器，所述密封水箱。
优选地，所述密封水箱底部宽度大于4m，高度大于5m，所述密封水箱所有开口关闭后能保持内部密封且1小时气压变化小于5％。
优选地，所述高精度压力表量程大于-100KPa～100KPa，所述高精度压力表显示精度应大于等于0.1KPa。
优选地，所述底部充气泵扬程大于5m。
优选地，所述进水控制盒为大于底部循环水泵管径2倍的方盒，所述方盒两侧敞开以保证从两侧进水。
优选地，所述底部循环水泵出口连接压力喷口，所述压力喷口指向底部充气泵出口且距离底部充气泵出口小于2m。
优选地，所述顶部抽气泵和顶部充气泵均安装有可微调电控阀门，且所述可微调电控阀门结合高精度压力表示数进行微调节。
优选地，所述水质监测传感器可调节悬空高度，且可自由测量水面至水底任意水深的溶解气体。
与现有技术相比，本发明提供了研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，具备以下有益效果：
1.本发明的有益效果是：可测量不同压力、静水与动水条件下的气体过饱和水体产生过程，将原本复杂的原型观测简单化，可以自由变化影响因素，更好的研究气体过饱和水体的产生机理，当测量静水状态下的气体过饱和水体生成过程时，全程关闭底部循环水泵，密封水箱充水后关闭可微调电控阀门，开启底部充气泵，顶部高精度压力表示数变化时开启顶部抽气泵，调节可微调电控阀门使高精度压力表示数稳定，则底部充气泵进气口压力为高精度压力表示数P0与密封水箱水压PA叠加。
附图说明
图1为本发明提出的研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置的一具体实施例的整体结构图；
图2为本发明提出的研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置的一具体实施例的实验装置运行图。
附图标号：
101密封水箱、102顶部抽气泵、103顶部充气泵、104底部充气泵、105底部循环水泵、106高精度压力表、107水质监测传感器、108进水控制盒、109可微调电控阀门。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
参考图1-2，研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，包括：密封水箱101、顶部抽气泵102、顶部充气泵103、底部充气泵104和底部循环水泵105，密封水箱101上方左侧固定安装有顶部抽气泵102，顶部抽气泵102进口与密封水箱101内部上侧连通，顶部抽气泵102出口与外部环境相连通，密封水箱101上方右侧固定安装有顶部充气泵103，顶部充气泵103出口与密封水箱101内部上侧连通，顶部充气泵103进口与外部环境连通，密封水箱101下方左侧固定安装有底部充气泵104，底部充气泵104进口与外部环境连通，底部充气泵104出口与密封水箱101内部右下角连通，密封水箱101下方右侧固定安装有底部循环水泵105，底部循环水泵105进口处与密封水箱101内部左侧中部靠下位置连通，底部循环水泵105与密封水箱101内部连接处固定安装有进水控制盒108，底部循环水泵105出口处与密封水箱101内部左下角连通，密封水箱101顶部固定安装有高精度压力表106，密封水箱101内部固定安装有水质监测传感器107，密封水箱101。
优选地，密封水箱101底部宽度大于4m，高度大于5m，密封水箱101所有开口关闭后能保持内部密封且1小时气压变化小于5％。
优选地，高精度压力表106量程大于-100KPa～100KPa，高精度压力表106显示精度应大于等于0.1KPa。
优选地，底部充气泵104扬程大于5m。
优选地，进水控制盒108为大于底部循环水泵105管径2倍的方盒，方盒两侧敞开以保证从两侧进水。
优选地，底部循环水泵105出口连接压力喷口，压力喷口指向底部充气泵104出口且距离底部充气泵104出口小于2m。
优选地，顶部抽气泵102和顶部充气泵103均安装有可微调电控阀门109，且可微调电控阀门109结合高精度压力表106示数进行微调节。
优选地，水质监测传感器107可调节悬空高度，且可自由测量水面至水底任意水深的溶解气体。
实施例2：基于实施例1有所不同的是；
研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，可测量不同压力、静水与动水条件下的气体过饱和水体产生过程。当测量静水状态下的气体过饱和水体生成过程时，全程关闭底部循环水泵105，密封水箱101充水后关闭可微调电控阀门109，开启底部充气泵104，顶部高精度压力表106示数变化时开启顶部抽气泵103，调节可微调电控阀门109使高精度压力表106示数稳定，则底部充气泵104进气口压力为高精度压力表106示数P0与密封水箱101水压PA叠加。根据需求可以调节密封水箱101内水深，调节顶部抽气泵102与顶部充气泵103的可微调电控阀门109得到密封水箱101内不同的压力。在底部充气泵105充气过程中全程监测不同位置的水质变化，可得到气体溶解过饱和水体形成过程与环境压力的关系。当测量动水状态下的气体过饱和水体生成过程时，在密封水箱101内压力平衡条件下，开启底部循环水泵105，通过底部循环水泵105进水控制盒108控制进流方向，保证不会吸入气泡，调节底部循环水泵105流量，形成对底部充气泵105的底部进气口的冲击射流，则底部进气口静压力为高精度压力表106示数P0与密封水箱101水压PA叠加，动压力为射流水压PB，全程监测不同位置的水质变化，可得到气体溶解过饱和水体形成过程与动水压力的关系。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，包括：密封水箱(101)、顶部抽气泵(102)、顶部充气泵(103)、底部充气泵(104)和底部循环水泵(105)，其特征在于，所述密封水箱(101)上方左侧固定安装有顶部抽气泵(102)，所述顶部抽气泵(102)进口与密封水箱(101)内部上侧连通，所述顶部抽气泵(102)出口与外部环境相连通，所述密封水箱(101)上方右侧固定安装有顶部充气泵(103)，所述顶部充气泵(103)出口与密封水箱(101)内部上侧连通，所述顶部充气泵(103)进口与外部环境连通，所述密封水箱(101)下方左侧固定安装有底部充气泵(104)，所述底部充气泵(104)进口与外部环境连通，所述底部充气泵(104)出口与密封水箱(101)内部右下角连通，所述密封水箱(101)下方右侧固定安装有底部循环水泵(105)，所述底部循环水泵(105)进口处与密封水箱(101)内部左侧中部靠下位置连通，所述底部循环水泵(105)与密封水箱(101)内部连接处固定安装有进水控制盒(108)，所述底部循环水泵(105)出口处与密封水箱(101)内部左下角连通，所述密封水箱(101)顶部固定安装有高精度压力表(106)，所述密封水箱(101)内部固定安装有水质监测传感器(107)，所述密封水箱(101)。
2.根据权利要求1所述的研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，其特征在于：所述密封水箱(101)底部宽度大于4m，高度大于5m，所述密封水箱(101)所有开口关闭后能保持内部密封且1小时气压变化小于5％。
3.根据权利要求1所述的研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，其特征在于：所述高精度压力表(106)量程大于-100KPa～100KPa，所述高精度压力表(106)显示精度应大于等于0.1KPa。
4.根据权利要求1所述的研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，其特征在于：所述底部充气泵(104)扬程大于5m。
5.根据权利要求1所述的研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，其特征在于：所述进水控制盒(108)为大于底部循环水泵(105)管径2倍的方盒，所述方盒两侧敞开以保证从两侧进水。
6.根据权利要求1所述的研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，其特征在于：所述底部循环水泵(105)出口连接压力喷口，所述压力喷口指向底部充气泵(104)出口且距离底部充气泵(104)出口小于2m。
7.根据权利要求1所述的研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，其特征在于：所述顶部抽气泵(102)和顶部充气泵(103)均安装有可微调电控阀门(109)，且所述可微调电控阀门(109)结合高精度压力表(106)示数进行微调节。
8.根据权利要求1所述的研究复杂水力环境下气体过饱和水体形成机理的试验装置，其特征在于：所述水质监测传感器(107)可调节悬空高度，且可自由测量水面至水底任意水深的溶解气体。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5092988A (en) * 1990-10-11 1992-03-03 Chevron Research Company System for monitoring injection water quality using filtration, pressure regulation and mass measuring
CN101793888A (zh) * 2010-03-15 2010-08-04 四川大学 高速气流挟水形成射流生成过饱和总溶解气体的实验装置
CN101806793A (zh) * 2010-03-15 2010-08-18 四川大学 高速射流掺气生成过饱和总溶解气体的实验装置
CN105137020A (zh) * 2015-08-20 2015-12-09 四川大学 利用曝气促进过饱和总溶解气体释放的方法及其实验装置
CN107621433A (zh) * 2017-09-08 2018-01-23 北京大学 在不同压强下调控水中溶解气体饱和度的装置
CN109141817A (zh) * 2018-09-24 2019-01-04 天津大学 高海拔坝工高速水气两相流研究试验方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5092988A (en) * 1990-10-11 1992-03-03 Chevron Research Company System for monitoring injection water quality using filtration, pressure regulation and mass measuring
CN101793888A (zh) * 2010-03-15 2010-08-04 四川大学 高速气流挟水形成射流生成过饱和总溶解气体的实验装置
CN101806793A (zh) * 2010-03-15 2010-08-18 四川大学 高速射流掺气生成过饱和总溶解气体的实验装置
CN105137020A (zh) * 2015-08-20 2015-12-09 四川大学 利用曝气促进过饱和总溶解气体释放的方法及其实验装置
CN107621433A (zh) * 2017-09-08 2018-01-23 北京大学 在不同压强下调控水中溶解气体饱和度的装置
CN109141817A (zh) * 2018-09-24 2019-01-04 天津大学 高海拔坝工高速水气两相流研究试验方法

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