CN1268927C - 小型立式海流模拟仿真装置 - Google Patents
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Abstract
小型立式海流模拟仿真装置，属于测试装置技术领域，是在一立式箱体内，垂直地设置一环形水槽，在水槽右侧的上方固定有变频控制驱动电机，变频调速器与变频控制驱动电机相连，电机驱动泵轮下部与固定在水槽中的弹性水润滑轴承下支撑相接；用于测量流速用的传感器固定在水槽的左侧，并与速度显示器连接；在环形水道的下部设置有消涡导流板、在环形水道左侧的上部和下部各设置有均流板；在水道内部设有多个拉筋，在水道底部安装有放水阀门；在水槽上部的水道平直部分的左侧设置有多个水流格栅。本发明的积极效果是占地面积小、能耗小、成本低，能够真实地再现海流动态，操作简单，环保节能，能够达到科研的要求。
Description
技术领域
本发明属于测试装置技术领域，具体涉及一种利用水流模拟海流进行流体力学试验的装置，国际专利分类号：G01N29/00。
背景技术
目前，海洋开发是一项非常有前景的事业，世界各国争相向海洋进发，随着海洋监测工作的全面展开，海洋立体实时检测系统中以水下海床基平台为基础的监测工作越来越受到重视。但是对海流发电相关的各种参数的测试，这就需要一种提供海洋模拟环境的实验装置来实现相关的试验，例如海洋动力试验、水轮机转子叶片的各种参数、水流对水轮机轴承传动结构的影响等等的数据的取得就得通过这种实验水槽实验获得是一条最简捷的途径。但是，现有的试验水槽都在大的科研单位和大学，试验费用比较高，如要建立试验水槽投资更是巨大。
发明内容
本发明的目的是提供一种在实验室条件下能够再现真实海流的局部仿真试验的小型立式海流模拟仿真装置。
本发明的技术方案是：在一立式箱体内，设置一在垂直平面内循环的环形水槽，在水槽右侧的上方固定有变频控制驱动电机，变频调速器与变频控制驱动电机相连，电机驱动泵轮下部与固定在水槽中的弹性水润滑轴承下支撑相接；用于测量流速用的传感器固定在水槽的左侧，并与速度显示器连接；在环形水道的下部设置有消涡导流板、在环形水道左侧的上部和下部各设置有均流板；在水道内部设有多个拉筋，在水道底部安装有放水阀门；在水槽上部的水道平直部分的左侧设置有多个水流格栅。
本发明的积极效果是：占地面积小、能耗小、成本低，能够真实地再现海流动态，操作简单，环保节能，能够达到科研的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明是在一立式箱体4内，设置一在垂直平面内循环的环形水槽6，箱体4材料可采用易加工的透明有机玻璃，这种采用水流立式循环的方式使其具有较好的视觉效果，同时又充分利用了空间和水资源，尺寸可采用两种规格，2.0m×3.0m×0.75m和1.5m×2.0m×0.5m；在水槽6右侧的上方固定有变频控制驱动电机2，变频调速器1与变频控制驱动电机2相连，电机驱动泵轮3下部与固定在水槽6中的弹性水润滑轴承下支撑5相接；用于测量流速用的传感器10固定在水槽6的左侧上方，并与速度显示器9连接；在环形水槽6下部的水道内设置有消涡导流板7、在环形水槽6左侧的水道内上部和下部各设置有均流板8；方形水流通道和消涡导流板7及均流板8能有效地消除水流动过程中产生的旋涡，以使其更接近真实海洋的海流状态；在水槽中部设有5道金属拉筋和密封环，其作用是确保在充满水时箱体无明显变形且无渗漏；在水道底部安装有放水阀门，用来排净实验后槽内的废水；在水槽上部的水道平直部分的左侧设置有多个水流格栅11，水流格栅11的作用是使水流更加平稳。流速测量装置由微型应力传感器10和与之配套的接口电路组成，其输出直接接数码管显示模块，可直接显示流速；另有一串口可与计算机通讯，供软件调用流速数据。试验区位于环形水槽的中上方，在泵轮处产生带有旋涡的水流经过水槽近四分之三周长的处理后，在此区域达到整体流速稳定、基本无旋涡成分的模拟海流。
变频调速器1能产生0-50Hz连续可调的三相交流电，用以控制驱动电机的转速，变频调速电机驱动泵轮转动，从而带动环形水槽内的水流动，可以产生流速0-60cm/s连续可调的水流；水流驱动采用驱动电机推动方式，采用这种“推”驱动方式对电机寿命最有利，能够有效降低电机轴承的磨损；为消除驱动电机工作过程中水泵轮对水槽产生的应力，采用带有弹性水润滑轴承的下支撑。
本发明的工作过程是：
本发明装置根据流体力学相关原理，由变频调速器1控制的无级调速电机驱动水泵轮3在一个环形区域制造一个流速在0-60cm/s的水流区，期间水流经导流板导流、消除旋涡并经均流板均流即水流格栅后，在试验区域达到整体流速稳定，基本无旋涡成分的模拟海流效果，并可实时获得流速及实测数据。
Claims (3)
1、小型立式海流模拟仿真装置，是由尺寸规格为2.0m×3.0m×0.75m或1.5m×2.0m×0.5m立式箱体(4)、设置在立式箱体(4)内的水槽(6)所组成，其特征是：
所述的水槽(6)为环形，垂直地设置在立式箱体(4)内；在水槽(6)右侧的上方固定有变频控制驱动电机(2)，变频调速器(1)与变频控制驱动电机(2)相连，电机驱动泵轮(3)下部与固定在水槽中的弹性水润滑轴承下支撑(5)相接；在环形水道的下部设置有消涡导流板(7)、在环形水道左侧的上部和下部各设置有均流板(8)；在水槽(6)上部的水道平直部分的左侧设置有多个水流格栅(11)。
2、根据权利要求1所述的小型立式海流模拟仿真装置，其特征是：
用于测量流速用的传感器(10)固定在水槽(6)的左侧，并与速度显示器(9)连接。
3、根据权利要求1所述的小型立式海流模拟仿真装置，其特征是：
在水槽中部设有多个拉筋，在水道底部安装有放水阀门。
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