CN206740406U - 一种模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，包括列车运动模拟装置、隧道洞口外空气温度调控装置、隧道内地温调控装置和信息采集处理装置；隧道洞口外空气温度调控装置包括制冷风机、与制冷风机的出风口相连的冷域区和与制冷风机的进风口相连的回收区；隧道内地温调控装置包括地温调节装置、与地温调节装置相连的抽水泵和设于隧道模型中的空腔，地温调节装置与空腔的一端相连，空腔的另一端与抽水泵相连。本实用新型能够得到寒区隧道在不同影响因素下洞内空气温度场和风速场的变化规律，为寒区隧道保温设计提供参考。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境因子监测试验模型技术领域，具体来说，涉及一种模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统。
背景技术
大量冻害资料显示，寒区隧道冻害问题一直困扰着国内外寒区隧道工程的发展。目前，国内外寒区隧道保温排水技术现状主要存在的问题是寒区隧道保温排水技术以经验为主，缺少理论和数据支撑。寒区隧道的保温排水设计工作，多采用经验法施工和工程类比法施工，没有形成系统的、科学的保温排水技术，导致寒区隧道冻害问题频繁发生。温度是引起冻害发生的先决条件，要想解决冻害问题，应该首先搞清楚寒区隧道温度场的变化规律。
申请号为201620093146.X的专利公开了一种寒区隧道围岩与风流传热的试验装置，包括隧道模拟构件，所述隧道模拟构件包括挡土围墙、填充于挡土围墙中的人工填土及设置于人工填土里的隧道，还包括制冷系统，所述制冷系统用于对空气进行冷却，被冷却的空气由管道和/或风机由隧道的任意一端注入隧道；还包括第一测温仪及第二测温仪，所述第一测温仪的测温点位于隧道内，所述第二测温仪的测温点位于人工填土中。上述专利虽然可用于寒区隧道开挖后的自然传热规律测试及通风对寒区隧道温度场的影响规律测试，可实现不同通风风速下的寒区隧道温度场测试，但存在如下问题：上述专利没有考虑到隧道模型进口和出口处外界环境对试验的影响，因此模拟试验的误差较大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，能够得到寒区隧道在不同影响因素下洞内空气温度场和风速场的变化规律，为寒区隧道保温设计提供参考。
为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，包括列车运动模拟装置、隧道洞口外空气温度调控装置、隧道内地温调控装置和信息采集处理装置；列车运动模拟装置包括隧道模型、列车驱动装置和列车模型；隧道洞口外空气温度调控装置包括制冷风机、与制冷风机的出风口相连的冷域区和与制冷风机的进风口相连的回收区；隧道内地温调控装置包括地温调节装置、与地温调节装置相连的抽水泵和设于隧道模型中的空腔，地温调节装置与空腔的一端相连，空腔的另一端与抽水泵相连；信息采集处理装置包括计算机、温度传感器和风速传感器，温度传感器和风速传感器设于隧道模型的洞口内，且与设于隧道模型外的计算机相连。
进一步的，隧道模型的洞口内还设有自然风模拟装置。
进一步的，隧道模型的下端设有列车驱动装置平台，列车驱动装置固定设于列车驱动装置平台上。
进一步的，列车驱动装置为直线电机。
进一步的，隧道模型、冷域区和回收区的材质均为亚克力有机玻璃。
进一步的，温度传感器和风速传感器设于隧道模型的顶端。
本实用新型的有益效果：本实用新型通过设计一种模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，能够得到寒区隧道在不同影响因素下洞内空气温度场和风速场的变化规律，为寒区隧道保温设计提供参考。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例所述的隧道模型洞口的结构示意图；
图3为本实用新型实施例所述的隧道内地温调控装置的结构示意图；
图4为本实用新型实施例所述的隧道洞口外空气温度调控装置的结构示意图；
图5为本实用新型实施例所述的冷域区和回收区的立体结构示意图；
图6为本实用新型实施例所述的隧道模型的立体结构示意图。
图中所示：
1-列车驱动装置；2-列车模型；3-隧道模型；4-空腔；5-连接通道固定法兰；6-制冷风机；7-地温调节装置；8-计算机；9-冷域区；10-温度传感器；11-风速传感器；12-列车驱动装置平台；13-回收区；14-抽水泵。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-6所示，根据本实用新型的实施例所述的一种模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，包括列车运动模拟装置、隧道洞口外空气温度调控装置、隧道内地温调控装置和信息采集处理装置；列车运动模拟装置包括隧道模型3、列车驱动装置1和列车模型2，隧道模型3的下端设有列车驱动装置平台12，列车驱动装置1固定设于列车驱动装置平台12上；隧道洞口外空气温度调控装置包括制冷风机6、与制冷风机6的出风口相连的冷域区9和与制冷风机6的进风口相连的回收区13；隧道内地温调控装置包括地温调节装置7、与地温调节装置7相连的抽水泵14和设于隧道模型3中的空腔4，地温调节装置7与空腔4的一端相连，空腔4的另一端与抽水泵14相连；信息采集处理装置包括计算机8、温度传感器10和风速传感器11，温度传感器10和风速传感器11设于隧道模型3的洞口内，且与设于隧道模型3外的计算机8相连。
具体操作时，启动制冷风机6，制冷风机6向隧道模型3内吹入冷空气，从而模拟寒区效应。如图1所示，在隧道模型3的入口处设置冷域区9，冷域环境9能够为列车模型2的启动和模拟隧道进口周围空气提供空间。在隧道模型3的入口处设置的出口处设置回收区13，回收区13能够为列车模型2的制动和模拟隧道出口周围空气提供空间。综上，通过设置回收区13和冷域区9使所述实验系统能够不受外界环境气温的干扰，能够更接近自然环境而进行实验。列车模型2在列车驱动装置1的驱动下在隧道模型3内行驶，设于隧道模型3内的温度传感器10和风速传感器11能够实时的监测隧道模型3的温度和风速值，当然隧道模型3内的温度传感器10和风速传感器11可设置多组，这些温度传感器10和风速传感器11将测得的温度值和风速值传给计算机进行分析，进而实验人员可以得到不同温度值和风速值条件下的寒区隧道模型内的保温排水情况。
为了使模拟试验更接近于真实情况，隧道模型3的洞口内还设有自然风模拟装置(图中未示出)。
在上述实施例中，列车运动模拟装置中的隧道模型3的长度为30m，隧道模型3的材质为亚克力有机玻璃。
隧道模型3的洞口尺寸依照列车模型的尺寸，依据实际列车隧道设计尺寸与列车尺寸的比例进行设置。
隧道模型3能够分段热压成型，再通过连接通道固定法兰5连接到一起。
隧道模型3采用亚克力有机玻璃的热压工艺制成，隧道模型3的内壁和外壁之间设置有半环状腔体，半环状腔体即为空腔4。
列车运动模拟装置中列车模型2以CRH380A和谐号模型为制作蓝本，模型比例为1:50。
冷域区9和回收区13采用亚克力有机玻璃的热压工艺制成，如图5所示，其长度为2.1m。
隧道模型3采用亚克力有机玻璃的热压工艺制成，如图6所示，其每段长度为1.2m，共25块，总长为30m，采用高强度粘合剂进行拼接。
综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，本实用新型能够得到寒区隧道在不同影响因素下洞内空气温度场和风速场的变化规律，为寒区隧道保温设计提供参考。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，其特征在于，包括列车运动模拟装置、隧道洞口外空气温度调控装置、隧道内地温调控装置和信息采集处理装置；列车运动模拟装置包括隧道模型(3)、列车驱动装置(1)和列车模型(2)；隧道洞口外空气温度调控装置包括制冷风机(6)、与制冷风机(6)的出风口相连的冷域区(9)和与制冷风机(6)的进风口相连的回收区(13)；隧道内地温调控装置包括地温调节装置(7)、与地温调节装置(7)相连的抽水泵(14)和设于隧道模型(3)中的空腔(4)，地温调节装置(7)与空腔(4)的一端相连，空腔(4)的另一端与抽水泵(14)相连；信息采集处理装置包括计算机(8)、温度传感器(10)和风速传感器(11)，温度传感器(10)和风速传感器(11)设于隧道模型(3)的洞口内，且与设于隧道模型(3)外的计算机(8)相连。
2.根据权利要求1所述的模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，其特征在于，隧道模型(3)的洞口内还设有自然风模拟装置。
3.根据权利要求1所述的模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，其特征在于，隧道模型(3)的下端设有列车驱动装置平台(12)，列车驱动装置(1)固定设于列车驱动装置平台(12)上。
4.根据权利要求3所述的模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，其特征在于，列车驱动装置(1)为直线电机。
5.根据权利要求1所述的模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，其特征在于，隧道模型(3)、冷域区(9)和回收区(13)的材质均为亚克力有机玻璃。
6.根据权利要求1所述的模拟监测寒区隧道内温度和风速变化规律的系统，其特征在于，温度传感器(10)和风速传感器(11)设于隧道模型(3)的顶端。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109342092A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-02-15 | 淮阴工学院 | 一种隧道温度场模拟方法 |
| CN109448536A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-03-08 | 中铁西南科学研究院有限公司 | 一种通风型寒区隧道纵向温度分布实验装置 |
| CN110290609A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-27 | 盾构及掘进技术国家重点实验室 | 一种低真空隧道模型试验的内部加热装置 |
| CN112033708A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-04 | 中南大学 | 一种高速列车过局部加热隧道动模型实验系统及方法 |
| CN115824576A (zh) * | 2022-11-07 | 2023-03-21 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 寒区隧道列车活塞风质-热耦合监测装置和监测方法 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109342092A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-02-15 | 淮阴工学院 | 一种隧道温度场模拟方法 |
| CN109448536A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-03-08 | 中铁西南科学研究院有限公司 | 一种通风型寒区隧道纵向温度分布实验装置 |
| CN110290609A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-27 | 盾构及掘进技术国家重点实验室 | 一种低真空隧道模型试验的内部加热装置 |
| CN110290609B (zh) * | 2019-06-18 | 2021-11-16 | 盾构及掘进技术国家重点实验室 | 一种低真空隧道模型试验的内部加热装置 |
| CN112033708A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-04 | 中南大学 | 一种高速列车过局部加热隧道动模型实验系统及方法 |
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