一种用于围油栏溢油围控实验的波流水槽制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于围油栏溢油围控实验的波流水槽，包括水槽和其内外安装的实验仪器，所述实验仪器包括数据采集控制系统和与其连接的流速实时监测系统、波高实时监测系统、造波系统、造流系统；所述水槽的底部设置有连接造流系统的造流水泵入水口和造流水泵出水口，水槽内中部通过间隔板沿水槽的纵轴平行线分割为两个独立子区域，所述间隔板与水槽的长边平行，所述间隔板的右端采用渐扩张导流板连接并封堵间隔段的右边后端。本实用新型专利技术利用本实用新型专利技术的波流水槽开展围油栏水动力性能测试实验，满足在模拟现实波流条件时流速的实验要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于围油栏溢油围控实验装置
，尤其是涉及一种用于围油栏溢油围控实验的波流水槽。
技术介绍
世界经济快速发展使得石油及其应用领域飞速发展,海洋石油运输迅速增长,增加了海上石油污染的风险,海洋正承担着巨大的环境污染损害。世界各国对这一问题非常重视,国际上己制定了许多相关公约和法规,但是目前还没有一种有效的方法完全阻止其发生。这些溢油形成油膜覆盖在水面上，不但浪费了珍贵的石油资源，还会阻隔水气交换的过程，影响到生物链循环，破坏水体的生态平衡，对水体生物造成严重的危害。若不及时处理，会对我们的生态环境以及人类健康带来重大的危害。目前处理溢油大多采用围油栏围挡配合收油机收集的方式围控。利用波流水槽研究围油栏水动力特性并以此为基础加以围油栏结构改进是必要而有意义的。波流水槽指的是同时具备造波、造流能力的功能性水槽，主要进行波浪以及水流、与海洋工程建筑物相互作用的断面模型、局部模型和构件模型实验研究。模型实验开展往往要考虑合适的相似准则以及缩放比尺，通常的，弗罗德数相似准则在模拟围油栏水动力特性时优先考虑。考虑到溢油实验的特殊性，典型的溢油失效(如油滴夹带失效以及临界累积失效)取决于油、水界面的稳定性，而油水界面的失稳主要取决于油水相对密度、油品粘度以及油水界面张力系数是否满足开尔芬-赫姆霍兹稳定条件，与围油栏的几何尺寸无关，油滴的形成、脱落只能通过原型实验来模拟；油滴越过围油栏主要与大尺度涡旋等流场运动有关，受到几何比尺的影响，因此可以考虑弗洛德数相似准则来模拟失效过程。在描述围油栏水动力特性的过程中，波浪参数以及围油栏的结构尺寸，按照几何比尺缩放，而水流条件需要提供相当于原型的水力要素。几何比尺可以根据造波机实际造波能力确定，一般可以满足。但是造流系统一般很难形成均匀、稳定且高流速(约0.5～2节)的流场，这与水槽安置高度，造流泵扬程、流量等诸多因素有关。在波流水槽开展围油栏溢油围控测定实验过程中，水槽水流流量和波浪系统是检定围油栏水动力以及溢油特性的相当关键的环节，对于定量分析围油栏水动力以及溢油失效机理具有重要意义。需要解决在进行实验过程中模拟现实波流条件时流速无法满足实验要求的缺陷。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种用于围油栏溢油围控实验的波流水槽，可以方便实验人员进行流速管理和控制，为围油栏水动力性能测定实验提供技术保障。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种用于围油栏溢油围控实验的波流水槽，包括水槽和其内外安装的实验仪器，所述实验仪器包括数据采集控制系统和与其连接的流速实时监测系统、波高实时监测系统、造波系统、造流系统；所述水槽的底部设置有连接造流系统的造流水泵入水口和造流水泵出水口，所述水槽内中部通过间隔板沿水槽的纵轴平行线分割开，所述间隔板与水槽的长边平行，所述间隔板一侧的左右两端均采用渐扩张导流板接触水槽内壁进行封堵。进一步的，所述水槽为一长方体容器，材质为钢化玻璃或不锈钢。进一步的，所述水槽内靠近造流水泵入水口的一端也放入片状消波格栅。进一步的，所述造波系统包括推波板、交流伺服电机、丝杠和驱动控制器，所述交流伺服电机与驱动控制器连接，驱动控制器与数据采集控制系统连接，所述交流伺服电机的输出轴通过丝杠连接推波板，牵引推波板在水槽的左端进行前后运动。进一步的，所述造流系统主要由水泵、水泵控制器、水循环管道组成，所述水循环管道设置在水槽外面，水循环管道的两端分别连通造流水泵入水口和造流水泵出水口，所述水泵安装在水循环管道上，所述水泵与水泵控制器连接，水泵控制器与数据采集控制系统连接。进一步的，所述流速实时监测系统包括流速传感器，所述流速传感器安装在水槽内部间隔板前面的试验段的中部。进一步的，所述波高实时监测系统包括波高传感器，所述波高传感器安装在水槽内部间隔板前面的试验段的中部。进一步的，所述数据采集控制系统包括连接在一起的计算机和计算机控制接口总成，所述的计算机控制接口总成设有四个计算机控制接口，分别与波高实时监测系统、流速实时监测系统、造波系统和造流系统相连接。进一步的，所述间隔板的长度为6～10个波长的长度。进一步的，所述造流水泵出水口处安装有导流板。相对于现有技术，本技术具有以下优势：(1)利用本技术的波流水槽开展围油栏水动力性能测试实验，满足在模拟现实波流条件时流速的实验要求；(2)本技术的结构简单，设计合理。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例所述波流水槽的俯视图；图2为本技术实施例所述波流水槽的正视图。附图标记说明：1-水槽，2-造流水泵入水口，3-消波格栅，4-水循环管道，5-水泵，6-水泵控制器，7-造流水泵出水口，8-推波板，9-丝杠，10-交流伺服电机，11-驱动控制器，12-流速传感器，13-波高传感器，14-渐扩张导流板，15-间隔板，16-计算机，17-计算机控制接口总成，18-水泵控制器接口，19-流速传感器接口，20-波高传感器接口，21-驱动控制器接口，22-计算机控制接口Ⅰ，23-计算机控制接口Ⅱ，24-计算机控制接口Ⅲ，25-计算机控制接口Ⅳ，26-间隔封闭区，27-观察区。a表示实验段，具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。一种用于围油栏溢油围控实验的波流水槽，如图1、2所示，包括水槽1和其内外安装的实验仪器，所述实验仪器包括数据采集控制系统和与其连接的流速实时监测系统、波高实时监测系统、造波系统、造流系统。所述水槽1作为测试实验所用液体的容器，为一长方体容器，材质为钢化玻璃或不锈钢等；在水槽1的底部设置有造流系统的造流水泵入水口2和造流水泵出水口7，并在造流水泵出水口7处安装有导流板；从水槽1的前端(即靠近造流水泵出水口7位置为前端)-按照合适的分割比例(根据所需要放大的流量比例的倒数)，通过间隔板15将水槽1从中部沿纵轴平行线分割为两个独立子区域，所述间隔板15与水槽1的长边平行，所述间隔板15一侧的左右端采用渐扩张导流板14接触水槽1内壁进行封堵；所述间隔板15采用钢化玻璃或者复合板材等；所述间隔板15的长度，即两个独立子区域之间的间隔段长度为6～10个波长，根据实验对象不同，需要的波形也不同，需要先由实际实验要求进行预计长度，灵活性大。所述间隔板15所在水槽段为实验段，间隔板15与其一侧两端的渐扩张导流板14围成的封闭区域为间隔封闭区26，而间隔板15的另一侧为观察区27；所述间隔板15的左边的渐扩张导流板14采用片状消波格栅按照合适坡比渐变连通水槽1左端的非实验段一侧子区域水槽，以保证水流可以沿片状消波格栅间隙流动，片状消波格栅的材料长度根据非实验段波浪能否有效消除而调整，且不能影响实验段实验观察。同时，水槽1的靠近造流水泵入水口2的一端的半开放间隔区域中也放入消波格栅3作进一步消能处理。所述数据采集控制系统包括连接在一起的计算机16和计算机控制接口总成17，所述的计算机控制接口总成17设有四个计算机控制接口，并分别与波高实时监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于围油栏溢油围控实验的波流水槽，其特征在于：包括水槽(1)和其内外安装的实验仪器，所述实验仪器包括数据采集控制系统和与其连接的流速实时监测系统、波高实时监测系统、造波系统、造流系统；所述水槽(1)的底部设置有连接造流系统的造流水泵入水口(2)和造流水泵出水口(7)，所述水槽(1)内中部通过间隔板(15)沿水槽(1)的纵轴平行线分割开，所述间隔板(15)与水槽(1)的长边平行，所述间隔板(15)一侧的左右两端均采用渐扩张导流板(14)接触水槽(1)内壁进行封堵。

【技术特征摘要】
1.一种用于围油栏溢油围控实验的波流水槽，其特征在于：包括水槽(1)和其内外安装的实验仪器，所述实验仪器包括数据采集控制系统和与其连接的流速实时监测系统、波高实时监测系统、造波系统、造流系统；所述水槽(1)的底部设置有连接造流系统的造流水泵入水口(2)和造流水泵出水口(7)，所述水槽(1)内中部通过间隔板(15)沿水槽(1)的纵轴平行线分割开，所述间隔板(15)与水槽(1)的长边平行，所述间隔板(15)一侧的左右两端均采用渐扩张导流板(14)接触水槽(1)内壁进行封堵。2.根据权利要求1所述的用于围油栏溢油围控实验的波流水槽，其特征在于：所述水槽(1)为一长方体容器，材质为钢化玻璃或不锈钢。3.根据权利要求1所述的用于围油栏溢油围控实验的波流水槽，其特征在于：所述水槽(1)内靠近造流水泵入水口(2)的一端放入片状消波格栅(3)。4.根据权利要求1所述的用于围油栏溢油围控实验的波流水槽，其特征在于：所述造波系统包括推波板(8)、交流伺服电机(10)、丝杠(9)和驱动控制器(11)，所述交流伺服电机(10)与驱动控制器(11)连接，驱动控制器(11)与数据采集控制系统连接，所述交流伺服电机(10)的输出轴通过丝杠(9)连接推波板(8)，牵引推波板(8)在水槽(1)的左端进行前后运动。5.根据权利要求1所述的用于围油栏溢油围控实验的波流水槽，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华勤，时洋，彭士涛，张兆阳，陈汉宝，李绍武，周然，郑德梅，邹鹏旭，赵洪波，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：新型
国别省市：天津;12