專利名稱：小型立式海流模擬仿真裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用水流模擬海流進(jìn)行流體力學(xué)試驗(yàn)的裝置，國際專利分類號G01N29/00。
背景技術(shù)：
目前，海洋開發(fā)是一項(xiàng)非常有前景的事業(yè)，世界各國爭相向海洋進(jìn)發(fā)，隨著海洋監(jiān)測工作的全面展開，海洋立體實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)中以水下海床基平臺為基礎(chǔ)的監(jiān)測工作越來越受到重視。但是對海流發(fā)電相關(guān)的各種參數(shù)的測試，這就需要一種提供海洋模擬環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置來實(shí)現(xiàn)相關(guān)的試驗(yàn)，例如海洋動力試驗(yàn)、水輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的各種參數(shù)、水流對水輪機(jī)軸承傳動結(jié)構(gòu)的影響等等的數(shù)據(jù)的取得就得通過這種實(shí)驗(yàn)水槽實(shí)驗(yàn)獲得是一條最簡捷的途徑。但是，現(xiàn)有的試驗(yàn)水槽都在大的科研單位和大學(xué)，試驗(yàn)費(fèi)用比較高，如要建立試驗(yàn)水槽投資更是巨大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在實(shí)驗(yàn)室條件下能夠再現(xiàn)真實(shí)海流的局部仿真試驗(yàn)的小型立式海流模擬仿真裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在一立式箱體內(nèi)，設(shè)置一在垂直平面內(nèi)循環(huán)的環(huán)形水槽，在水槽右側(cè)的上方固定有變頻控制驅(qū)動電機(jī)，變頻調(diào)速器與變頻控制驅(qū)動電機(jī)相連，電機(jī)驅(qū)動泵輪下部與固定在水槽中的彈性水潤滑軸承下支撐相接；用于測量流速用的傳感器固定在水槽的左側(cè)，并與速度顯示器連接；在環(huán)形水道的下部設(shè)置有消渦導(dǎo)流板、在環(huán)形水道左側(cè)的上部和下部各設(shè)置有均流板；在水道內(nèi)部設(shè)有多個(gè)拉筋，在水道底部安裝有放水閥門；在水槽上部的水道平直部分的左側(cè)設(shè)置有多個(gè)水流格柵。
本發(fā)明的積極效果是占地面積小、能耗小、成本低，能夠真實(shí)地再現(xiàn)海流動態(tài)，操作簡單，環(huán)保節(jié)能，能夠達(dá)到科研的要求。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明是在一立式箱體4內(nèi)，設(shè)置一在垂直平面內(nèi)循環(huán)的環(huán)形水槽6，箱體4材料可采用易加工的透明有機(jī)玻璃，這種采用水流立式循環(huán)的方式使其具有較好的視覺效果，同時(shí)又充分利用了空間和水資源，尺寸可采用兩種規(guī)格，2.0m×3.0m×0.75m和1.5m×2.0m×0.5m；在水槽6右側(cè)的上方固定有變頻控制驅(qū)動電機(jī)2，變頻調(diào)速器1與變頻控制驅(qū)動電機(jī)2相連，電機(jī)驅(qū)動泵輪3下部與固定在水槽6中的彈性水潤滑軸承下支撐5相接；用于測量流速用的傳感器10固定在水槽6的左側(cè)上方，并與速度顯示器9連接；在環(huán)形水槽6下部的水道內(nèi)設(shè)置有消渦導(dǎo)流板7、在環(huán)形水槽6左側(cè)的水道內(nèi)上部和下部各設(shè)置有均流板8；方形水流通道和消渦導(dǎo)流板7及均流板8能有效地消除水流動過程中產(chǎn)生的旋渦，以使其更接近真實(shí)海洋的海流狀態(tài)；在水槽中部設(shè)有5道金屬拉筋和密封環(huán)，其作用是確保在充滿水時(shí)箱體無明顯變形且無滲漏；在水道底部安裝有放水閥門，用來排凈實(shí)驗(yàn)后槽內(nèi)的廢水；在水槽上部的水道平直部分的左側(cè)設(shè)置有多個(gè)水流格柵11，水流格柵11的作用是使水流更加平穩(wěn)。流速測量裝置由微型應(yīng)力傳感器10和與之配套的接口電路組成，其輸出直接接數(shù)碼管顯示模塊，可直接顯示流速；另有一串口可與計(jì)算機(jī)通訊，供軟件調(diào)用流速數(shù)據(jù)。試驗(yàn)區(qū)位于環(huán)形水槽的中上方，在泵輪處產(chǎn)生帶有旋渦的水流經(jīng)過水槽近四分之三周長的處理后，在此區(qū)域達(dá)到整體流速穩(wěn)定、基本無旋渦成分的模擬海流。
變頻調(diào)速器1能產(chǎn)生0-50Hz連續(xù)可調(diào)的三相交流電，用以控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動泵輪轉(zhuǎn)動，從而帶動環(huán)形水槽內(nèi)的水流動，可以產(chǎn)生流速0-60cm/s連續(xù)可調(diào)的水流；水流驅(qū)動采用驅(qū)動電機(jī)推動方式，采用這種“推”驅(qū)動方式對電機(jī)壽命最有利，能夠有效降低電機(jī)軸承的磨損；為消除驅(qū)動電機(jī)工作過程中水泵輪對水槽產(chǎn)生的應(yīng)力，采用帶有彈性水潤滑軸承的下支撐。
本發(fā)明的工作過程是本發(fā)明裝置根據(jù)流體力學(xué)相關(guān)原理，由變頻調(diào)速器1控制的無級調(diào)速電機(jī)驅(qū)動水泵輪3在一個(gè)環(huán)形區(qū)域制造一個(gè)流速在0-60cm/s的水流區(qū)，期間水流經(jīng)導(dǎo)流板導(dǎo)流、消除旋渦并經(jīng)均流板均流即水流格柵后，在試驗(yàn)區(qū)域達(dá)到整體流速穩(wěn)定，基本無旋渦成分的模擬海流效果，并可實(shí)時(shí)獲得流速及實(shí)測數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.小型立式海流模擬仿真裝置，是由立式箱體(4)、設(shè)置在立式水箱(4)內(nèi)的水槽(6)所組成，其特征是所述的水槽(6)為環(huán)形，垂直地設(shè)置在立式水箱內(nèi)(4)內(nèi)；在水槽(6)右側(cè)的上方固定有變頻控制驅(qū)動電機(jī)(2)，變頻調(diào)速器(1)與變頻控制驅(qū)動電機(jī)(2)相連，電機(jī)驅(qū)動泵輪(3)下部與固定在水槽中的彈性水潤滑軸承下支撐(5)相接；在環(huán)形水道的下部設(shè)置有消渦導(dǎo)流板(7)、在環(huán)形水道左側(cè)的上部和下部各設(shè)置有均流板(8)；在水槽(6)上部的水道平直部分的左側(cè)設(shè)置有多個(gè)水流格柵(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型立式海流模擬仿真裝置，其特征是用于測量流速用的傳感器(10)固定在水槽(6)的左側(cè)，并與速度顯示器(9)連接；。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海床基自適應(yīng)海流發(fā)電裝置，其特征是在水道內(nèi)部設(shè)有多個(gè)拉筋，在水道底部安裝有放水閥門。
全文摘要
小型立式海流模擬仿真裝置，屬于測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，是在一立式箱體內(nèi)，垂直地設(shè)置一環(huán)形水槽，在水槽右側(cè)的上方固定有變頻控制驅(qū)動電機(jī)，變頻調(diào)速器與變頻控制驅(qū)動電機(jī)相連，電機(jī)驅(qū)動泵輪下部與固定在水槽中的彈性水潤滑軸承下支撐相接；用于測量流速用的傳感器固定在水槽的左側(cè)，并與速度顯示器連接；在環(huán)形水道的下部設(shè)置有消渦導(dǎo)流板、在環(huán)形水道左側(cè)的上部和下部各設(shè)置有均流板；在水道內(nèi)部設(shè)有多個(gè)拉筋，在水道底部安裝有放水閥門；在水槽上部的水道平直部分的左側(cè)設(shè)置有多個(gè)水流格柵。本發(fā)明的積極效果是占地面積小、能耗小、成本低，能夠真實(shí)地再現(xiàn)海流動態(tài)，操作簡單，環(huán)保節(jié)能，能夠達(dá)到科研的要求。
文檔編號G01N33/18GK1563985SQ20041001072
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月15日
發(fā)明者張雪明, 郭景富, 劉春光, 岳麗娟, 陳菊芳, 徐明奇, 張達(dá) 申請人:張雪明