專利名稱：多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多孔介質(zhì)中地下水流與熱量耦合傳熱與儲能問題的試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖到y(tǒng)，特別是多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
砂槽內(nèi)模擬的含水層屬多孔介質(zhì)的，地下水作為流體賦存在含水層孔隙中，并在其內(nèi)流動，含水介質(zhì)中熱量運(yùn)移是一個復(fù)雜的水-熱-壓力三場耦合問題，需要同時考慮水流、熱量以及含水層上覆荷載的大小。在相同壓力條件下，當(dāng)?shù)叵滤l(fā)生流動時，地下水中的熱量運(yùn)移主要通過對流(強(qiáng)迫對流)以及熱動力彌散作用來實(shí)現(xiàn)，熱動力彌散包括熱傳導(dǎo)和熱機(jī)械彌散兩部分。含水介質(zhì)中地下水流動或靜止、流速快慢、含水介質(zhì)性質(zhì)差異、抽-灌水溫差等因素都會對含水介質(zhì)中地下水流-熱量耦合運(yùn)移存在影響。另外，含水介質(zhì)內(nèi)部的熱量運(yùn)移形式還包括自然對流、水與含水介質(zhì)骨架間的熱傳導(dǎo)等過程，這些作用雖然較為微弱、對熱量運(yùn)移的影響較小，但在不同的熱源條件下自然對流對溫度場計(jì)算結(jié)果的影響往往又不能忽略。在多孔介質(zhì)熱量運(yùn)移和儲能研究中，研究的數(shù)據(jù)大多來源于實(shí)際工程，然而由于野外地質(zhì)條件復(fù)雜，試驗(yàn)操作難度大，數(shù)據(jù)不易監(jiān)測等問題的存在，大量理論研究需要的數(shù)據(jù)難以獲得，數(shù)據(jù)連續(xù)性差，導(dǎo)致理論研究滯后于工程應(yīng)用，相對于國外研究，我國利用室內(nèi)物理模型對水熱耦合機(jī)理研究更顯不足。因此，如何選擇物理化全面相似的室內(nèi)砂槽物理模型以及圍繞試驗(yàn)?zāi)M開展過程中需要的水位調(diào)節(jié)循環(huán)裝置、恒溫恒量注水裝置、數(shù)據(jù)自動采集裝置等一整套試驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)顯的尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:
本發(fā)明的目的是針對含水層水-熱耦合室內(nèi)理論試驗(yàn)研究存在的不足，提供了 一套結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、試驗(yàn)功能多，用于研究多種條件下含水層水熱耦合溫度場變化規(guī)律以及對含水層一系列水熱參數(shù)的精確測定與反演、解析解驗(yàn)證、數(shù)值模擬等多功能試驗(yàn)系統(tǒng)。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，所述的模型試驗(yàn)系統(tǒng)包括砂槽箱，水位調(diào)節(jié)循環(huán)裝置，溫度自動采集裝置和恒溫定流量注水裝置；
所述砂槽箱包括若干實(shí)驗(yàn)井，多孔介質(zhì)，測壓軟管，玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，加熱裝置，砂槽箱外體和多孔介質(zhì)，所述砂槽箱外體底部設(shè)置有數(shù)目實(shí)驗(yàn)井相等的測壓軟管和玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，所述玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)通過測壓軟管和實(shí)驗(yàn)井底部連通，在所述任意一口試驗(yàn)井中安裝有加熱裝置；
所述水位調(diào)節(jié)循環(huán)裝置包括裝置外筒和自吸泵，所述裝置外筒和砂槽箱外體通過低滲透材料連通；
所述溫度自動采集裝置包括溫度傳感器和溫度自動采集器，所述溫度傳感器設(shè)置于所述砂槽箱的多孔介質(zhì)中，另一端與溫度自動采集器連接； 所述恒溫定流量注水裝置包括自吸泵，注水桶，加熱裝置和轉(zhuǎn)子流量計(jì)，所述自吸泵通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)與所述實(shí)驗(yàn)井連接，所述加熱裝置設(shè)置在注水桶中，所述自吸泵另一端和鋼桶連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述多孔介質(zhì)下部鋪設(shè)有隔熱材料，上部逐層鋪設(shè)有隔熱材料，隔水介質(zhì)和加壓頂板。作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述自吸泵和玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)之間設(shè)置有三通和三通開關(guān)，所述三通開關(guān)和自吸泵通過三通互相連通，三通的另外一端通過導(dǎo)管通入注水桶中，三通開關(guān)的另一端和玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)連接，所述供水桶和實(shí)驗(yàn)井中設(shè)置有溫度傳感器，所述自吸泵、溫度傳感器和注水桶中的加熱裝置均連接在單片機(jī)上，所述供水桶中設(shè)置有攪拌機(jī)。通過如上裝置，使水溫保持在恒溫控制系統(tǒng)設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，當(dāng)溫度低于設(shè)定最低溫度時，自動加熱，當(dāng)溫度高于設(shè)定最高溫度時，啟動水泵抽水降溫，使注水桶和試驗(yàn)井中的水保持一個恒定的溫度，同時通過玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)可以實(shí)時的監(jiān)測到水的流量，更進(jìn)一步的增加了試驗(yàn)系統(tǒng)使用的方便性和自動化，試驗(yàn)數(shù)據(jù)也更加精確(0.Ι-lL/h)，穩(wěn)定性強(qiáng)，造價(jià)成本也低，整個恒溫恒量系統(tǒng)的成本價(jià)是市場上現(xiàn)有蠕動泵價(jià)格的1/4左右，此套設(shè)備不僅可以用于實(shí)驗(yàn)室，同時也可以進(jìn)行野外場地的實(shí)驗(yàn)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述的恒溫定流量注水裝置設(shè)置有供水桶，所述注水桶與供水桶通過水平連通管連接，供水桶內(nèi)安裝有溢出管，所述恒溫定流量注水裝置設(shè)置有回水池，所述回水池通過軟管與一自吸泵相連接，所述自吸泵通過軟管與供水桶相連接，所述溢出管另一端與集水池連接，通過加裝供水桶實(shí)現(xiàn)水的恒量添加，保證注水桶的水量的恒定，同時又防止了水的浪費(fèi)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述水位調(diào)節(jié)循環(huán)裝置的外筒內(nèi)設(shè)置有水箱、溢水圓柱筒、旋轉(zhuǎn)螺絲、過水軟管、進(jìn)水軟管和測壓軟管，所述水箱的上端部開口處安裝有一帶螺紋孔的金屬片，所述旋轉(zhuǎn)螺絲安裝在金屬片的螺紋孔中，溢水圓柱筒固定于旋轉(zhuǎn)螺絲的下端，在水箱的底部設(shè)置有蓄水槽，所述溢水圓柱筒與蓄水槽連通，所述自吸泵一端與過水軟管一段連接，另一端與蓄水槽連接，所述過水軟管另一端設(shè)置在水箱外壁上端部，所述測壓軟管連接在水箱底部。作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述的溫度自動采集器包括系統(tǒng)開關(guān)、電源插座、溫度探頭插座，單片機(jī)和顯示元件，所述測溫元件采用DS18B20測溫元件，所述測溫元件采用單總線的方式與單片機(jī)連接，所述測溫元件通過插接在溫度探頭插座上與單片機(jī)的連接，所述單片機(jī)采用型號為89S51的單片機(jī)系統(tǒng)，所述測溫元件采用單總線的方式連接，所述顯示元件采用1602LED顯示元件與單片機(jī)連接，所述單片機(jī)通過串口和計(jì)算機(jī)連接。作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述的砂槽箱中設(shè)置有若干層鋼絲網(wǎng)，所述溫度傳感器的感應(yīng)元件設(shè)置在鋼絲網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)上。作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述單片機(jī)使用型號為AT89S52的單片機(jī)，并且通過RS232總線與計(jì)算機(jī)相連接，所述的溫度傳感器使用型號為BS18B20的測溫元件。具有硬件電路簡單，軟件操作方便，溫度采樣精度高(0.0625° C)、功能強(qiáng)，體積小，簡單靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于控制溫度在_55°C到+125°C之間的各種場合，可以實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時采集、測點(diǎn)溫度曲線實(shí)時顯示功能，通過RS232與上位計(jì)算機(jī)的組合，可以設(shè)置不同采集頻率進(jìn)行溫度的采集，上傳到上位計(jì)算機(jī)，以供查詢和保存。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述試驗(yàn)井?dāng)?shù)量至少為兩口，試驗(yàn)井的尺寸和數(shù)量以及組合形式根據(jù)具體試驗(yàn)參數(shù)要求選擇設(shè)置，其中所述恒溫定流量注水裝置，至少與一 口試驗(yàn)井相連接。通過如上技術(shù)方案，可以選擇安裝恒熱源的試驗(yàn)井進(jìn)行恒熱源條件下的自然對流試驗(yàn)研究，可以進(jìn)行異井抽-灌，單抽單灌，不作為主井的試驗(yàn)井可以作為觀測井使用。通過對不同井的選擇和組合，來實(shí)現(xiàn)在不同尺寸和位置試驗(yàn)狀況下，工況參數(shù)的測試，滿足了異井試驗(yàn)的要求。獲得了不同試驗(yàn)條件與邊界條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，滿足了科學(xué)研究的需要。作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述的砂槽箱主要結(jié)構(gòu)體為磚混材質(zhì)，在內(nèi)壁鑲嵌鋼化玻璃。此種結(jié)構(gòu)，磚混材質(zhì)，不僅強(qiáng)度好，受溫度等外界影響也小，在內(nèi)壁鑲嵌鋼化玻璃，使內(nèi)部試驗(yàn)結(jié)構(gòu)便于清潔，防水性也好，不易受腐蝕。進(jìn)一步保證了試驗(yàn)的穩(wěn)定性和精確性。本發(fā)明的有益效果是:砂槽主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡潔，操作方便，多口試驗(yàn)井的設(shè)計(jì)滿足了異井試驗(yàn)的要求，預(yù)置鋼絲籠的溫度傳感器布置巧妙，抽水采用井底部抽水比傳統(tǒng)抽水泵抽水更簡單；水位控制裝置可以模擬試驗(yàn)中不同地下水流速，水循環(huán)裝置的運(yùn)用不會造成試驗(yàn)過程中水的浪費(fèi)；系統(tǒng)中引入的恒量控制裝置解決了試驗(yàn)中對穩(wěn)定流量注水的要求，精度較高(0.Ι-lL/h)，穩(wěn)定性強(qiáng)，造價(jià)成本低，是市場上現(xiàn)有蠕動泵價(jià)格的1/4左右，而且蠕動泵流量相對較小，不能滿足大尺度室內(nèi)試驗(yàn)的要求；恒溫控制裝置的運(yùn)用，能夠提供恒定熱源，兩者結(jié)合滿足了試驗(yàn)中對水源恒溫恒量注水的要求。系統(tǒng)中采用的多點(diǎn)溫度自動采集系統(tǒng)具有硬件電路簡單，軟件操作方便，溫度采樣精度高(0.0625° C)、功能強(qiáng)，體積小，簡單靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于控制溫度在_55°C到+125°C之間的各種場合，可以實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時采集、測點(diǎn)溫度曲線實(shí)時顯示功能。


圖1砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)砂槽箱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2進(jìn)出水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3恒溫定流量注水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4多點(diǎn)溫度自動采集系統(tǒng)的外觀設(shè)計(jì)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖做進(jìn)一步的說明
對照圖1本發(fā)明由砂槽框架結(jié)構(gòu)I包括底座和兩側(cè)進(jìn)、出水箱13、5組成，砂槽內(nèi)由底向上鋪設(shè)隔熱材料14、多孔介質(zhì)15、隔熱材料14、隔水介質(zhì)12、加壓頂板6，其中，試驗(yàn)井11等距分布在砂槽內(nèi)，每口井底裝有測壓軟管19，槽內(nèi)采用鋼絲籠固定方式布置溫度傳感器20，10為傳感器線路出口，在井W3中預(yù)置加熱棒9與恒溫控制裝置8連接，溫度傳感器20通過串口與溫度采集系統(tǒng)7連接，試驗(yàn)系統(tǒng)的水位調(diào)節(jié)裝置通過旋轉(zhuǎn)圓柱筒3、自吸泵13、循環(huán)水池共同組成一個環(huán)路裝置，進(jìn)、出水箱14、4與多孔介質(zhì)含水層16之間填充低滲透材料2，在進(jìn)出水箱的下部還設(shè)置有蓄水槽17來收集回溢出圓柱筒中溢出的水，在試驗(yàn)井的底部還連接有測壓軟管18，在豎直時可以直接觀測得到井中水的壓力，在恒置時，可以通過玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)來獲取水的流速。
對照圖2，本裝置是水位調(diào)節(jié)示意圖，它是砂槽結(jié)構(gòu)的一部分，它由溢水圓柱筒1、進(jìn)水口 2、旋轉(zhuǎn)螺絲3、過水軟管4、自吸泵5五部分組成，具體的水位調(diào)節(jié)實(shí)施過程是利用進(jìn)水口 2進(jìn)水，通過旋轉(zhuǎn)螺絲3的旋轉(zhuǎn)帶動溢水圓柱筒I的上下移動，控制進(jìn)、出水箱兩端的水位差，實(shí)現(xiàn)控制流速的目的。對照圖3本發(fā)明主要是能夠?qū)崿F(xiàn)恒溫恒量注水控制的裝置，它是由試驗(yàn)井1、注水溫度傳感器2、3芯導(dǎo)線(細(xì)線)3、單片機(jī)恒溫系統(tǒng)4、水源溫度傳感器5、回水管6、加熱棒組
7、回水管8、增壓泵9、三通10、三通開關(guān)11、連接軟管(粗線)12、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)13、水平連通管14、攪拌器15、注水桶16、供水桶17、補(bǔ)給進(jìn)水口 18、自吸泵19、開關(guān)20、溢出管21、集水池22等部分組成，單片機(jī)恒溫系統(tǒng)4，它基于單片機(jī)AT89S52的溫度檢測恒溫系統(tǒng)，主要以廣泛應(yīng)用的DS18B20作為溫度檢測器件，該儀器具有測量精度高、硬件電路簡單、并能很好的進(jìn)行顯示，可測試不同環(huán)境溫度的特點(diǎn)。另外和控制電路相連，可以對加溫電路的控制，使溫度參數(shù)在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，不需要人的直接參與。本系統(tǒng)還通過RS232和上位計(jì)算機(jī)相連，可以設(shè)置每隔一定的時間進(jìn)行溫度的采集，上傳到上位計(jì)算機(jī)，以供查詢和保存。整個恒溫恒量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程如下:注水桶16與供水桶17通過水平連通管14連接，供水桶17內(nèi)安裝有溢出管21，水位比水平連通管14略高，通過自吸泵19從集水池22中向供水桶17抽水，水位超過溢出管21時水溢出流回集水池21，這樣，隨著增壓泵9不斷的向試驗(yàn)井I中注水，注水桶16內(nèi)水位隨之降低，供水桶17通過連通管14向注水桶16不斷補(bǔ)給水源，保證了注水桶16中水量的恒定；單片機(jī)恒溫系統(tǒng)4可以通過注水口溫度傳感器2監(jiān)測注水桶16內(nèi)水溫信號通過繼電器控制加熱棒的開啟，本裝置中加熱棒組7有多個加熱棒組成，可以根據(jù)注水流量的需要調(diào)整加熱棒開啟的數(shù)量，工作時，開啟攪拌器15，使注水桶16內(nèi)的水保持循環(huán)狀態(tài)，從而保證水溫分布均勻，在系統(tǒng)設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，通過注水溫度傳感器3測定注水桶16內(nèi)溫度，單片機(jī)恒溫系統(tǒng)4可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)桶內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時，自動開啟，當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度時，斷開加熱棒，使鋼桶內(nèi)水保持恒溫狀態(tài)，并且，為了保證在不同連接軟管12的長度變化與不同季節(jié)溫差條件下熱量在線路上的損失，可以通過熱水源溫度傳感器6實(shí)時監(jiān)測出口水溫及時調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的溫度設(shè)定；在三通10的直通兩端，其中，一端連接三通開關(guān)11，11再與轉(zhuǎn)子流量計(jì)13連接，另一端連接回水管8，第三個出口與增壓泵9連接，同時，增壓泵接入進(jìn)水管6，這樣，左邊鐵桶內(nèi)的恒溫水可以通過此種連接方式實(shí)現(xiàn)恒量抽水，試驗(yàn)開始時，啟動增壓泵9，通過三通開關(guān)11的調(diào)整并觀測轉(zhuǎn)子流量計(jì)表盤讀數(shù)控制試驗(yàn)所需流量，從而達(dá)到了恒溫恒量注水的試驗(yàn)要求。對照圖4是多點(diǎn)溫度自動采集系統(tǒng)的外觀設(shè)計(jì)圖，主要有系統(tǒng)開關(guān)1、電源插座
2、溫度探頭接插件3三部分組成，其中，溫度探頭接插件的選擇方便多點(diǎn)溫度測量，更換探頭方便快捷。在本系統(tǒng)中利用DS18B20進(jìn)行測溫，基于單片機(jī)AT89S51進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，1602顯示，具有硬件電路簡單，溫度采樣精度高、功能強(qiáng)，體積小，簡單靈活等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于控制溫度在_55°C到+125°C之間的各種場合，可以實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時采集、顯示功能。本發(fā)明中采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器和89S51單片機(jī)構(gòu)成的多路測溫系統(tǒng)，采用單總線的方式(一根數(shù)據(jù)線，在一個I/O 口上)，可以在單總線上掛接多個18B20，在MCU控制下巡回檢測多點(diǎn)溫度，通過串口和計(jì)算機(jī)連接，實(shí)時保存采集數(shù)據(jù)，在不具備計(jì)算機(jī)現(xiàn)場采集的場所可以擴(kuò)展485總線、小無線等模式進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)裙δ堋?br> 權(quán)利要求
1.一種多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是，所述的模型試驗(yàn)系統(tǒng)包括砂槽箱，水位調(diào)節(jié)循環(huán)裝置，溫度自動采集裝置和恒溫定流量注水裝置； 所述砂槽箱包括若干實(shí)驗(yàn)井，多孔介質(zhì)，測壓軟管，玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，加熱裝置，砂槽箱外體和多孔介質(zhì)，所述砂槽箱外體底部設(shè)置有數(shù)目實(shí)驗(yàn)井相等的測壓軟管和玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，所述玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)通過測壓軟管和實(shí)驗(yàn)井底部連通，在所述任意一口試驗(yàn)井中安裝有加熱裝置； 所述水位調(diào)節(jié)循環(huán)裝置包括裝置外筒和自吸泵，所述裝置外筒和砂槽箱外體通過低滲透材料連通； 所述溫度自動采集裝置包括溫度傳感器和溫度自動采集器，所述溫度傳感器設(shè)置于所述砂槽箱的多孔介質(zhì)中，另一端與溫度自動采集器連接； 所述恒溫定流量注水裝置包括自吸泵，注水桶，加熱裝置和轉(zhuǎn)子流量計(jì)，所述自吸泵通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)與所述實(shí)驗(yàn)井連接，所述加熱裝置設(shè)置在注水桶中，所述自吸泵另一端和鋼桶連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是，所述多孔介質(zhì)下部鋪設(shè)有隔熱材料，上部逐層鋪設(shè)有隔熱材料，隔水介質(zhì)和加壓頂板。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是，所述恒溫定流量注水裝置的自吸泵和玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)之間設(shè)置有三通和三通開關(guān)，所述三通開關(guān)和自吸泵通過三通互相連通，三通的另外一端通過導(dǎo)管通入注水桶中，三通開關(guān)的另一端和玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)連接，所述供水桶和實(shí)驗(yàn)井中設(shè)置有溫度傳感器，所述自吸泵、溫度傳感器和注水桶中的加熱裝置均連接在單片機(jī)上，所述注水桶中設(shè)置有攪拌機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是，所述的恒溫定流量注水裝置設(shè)置有供水桶，所述注水桶與供水桶通過水平連通管連接，供水桶內(nèi)安裝有溢出管，所述 恒溫定流量注水裝置設(shè)置有回水池，所述回水池通過軟管與一自吸泵相連接，所述自吸泵通過軟管與供水桶相連接，所述溢出管另一端與集水池連接。
5.如權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是，所述水位調(diào)節(jié)循環(huán)裝置的外筒內(nèi)設(shè)置有水箱、溢水圓柱筒、旋轉(zhuǎn)螺絲、過水軟管、進(jìn)水軟管和測壓軟管，所述水箱的上端部開口處安裝有一帶螺紋孔的金屬片，所述旋轉(zhuǎn)螺絲安裝在金屬片的螺紋孔中，溢水圓柱筒固定于旋轉(zhuǎn)螺絲的下端，在水箱的底部設(shè)置有蓄水槽，所述溢水圓柱筒與蓄水槽連通，所述自吸泵一端與過水軟管一段連接，另一端與蓄水槽連接，所述過水軟管另一端設(shè)置在水箱外壁上端部，所述測壓軟管連接在水箱底部。
6.如權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是，所述的溫度自動采集器包括系統(tǒng)開關(guān)、電源插座、溫度探頭插座，單片機(jī)和顯示元件，所述測溫元件采用DS18B20測溫元件，所述測溫元件采用單總線的方式與單片機(jī)連接，所述測溫元件通過插接在溫度探頭插座上與單片機(jī)的連接，所述單片機(jī)采用型號為89S51的單片機(jī)系統(tǒng)，所述測溫元件采用單總線的方式連接，所述顯示元件采用1602LED顯示元件與單片機(jī)連接，所述單片機(jī)通過串口和計(jì)算機(jī)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是，所述的砂槽箱中設(shè)置有若干層鋼絲網(wǎng)，所述溫度傳感器的感應(yīng)元件設(shè)置在鋼絲網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)上。
8.如權(quán)利要求3所述的多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是，所述單片機(jī)使用型號為AT89S52的單片機(jī)，并且通過RS232總線與計(jì)算機(jī)相連接，所述的溫度傳感器使用型號為BS18B20的測溫元件。
9.如權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是，所述試驗(yàn)井?dāng)?shù)量至少為兩口，試驗(yàn)井的尺寸和數(shù)量以及組合形式根據(jù)具體試驗(yàn)參數(shù)要求選擇設(shè)置，其中所述恒溫定流量注水裝置，至少與一口試驗(yàn)井相連接。
10.如權(quán)利要求1所 述的多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是，所述的砂槽箱主要結(jié)構(gòu)體為磚混材質(zhì)，在內(nèi)壁鑲嵌鋼化玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多孔介質(zhì)含水層水-熱耦合砂槽物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，包括砂槽主體結(jié)構(gòu)，水位調(diào)節(jié)循環(huán)裝置，溫度自動采集裝置和恒溫定流量注水裝置，通過玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，單片機(jī)，鋼絲籠節(jié)點(diǎn)布置的溫度傳感器以及自吸泵和溢水桶等結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)基本物理參數(shù)的測定，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確自動采集，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的自動工作與實(shí)驗(yàn)工況的調(diào)整，具有設(shè)計(jì)簡潔，操作簡便，滿足多種條件下水-熱耦合室內(nèi)物理模擬等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01N25/18GK103115937SQ20131006366
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者劉國慶, 周志芳, 吳蓉, 王錦國 申請人:河海大學(xué)