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专利号: 2021114490792
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-06-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种测量隧道空气幕运行轨迹及其性能的模型试验方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一、获取数据一,控制试验装置中隧道模型的围岩地温不变,控制空气幕装置的射流速度、射流角度、射流厚度和射流温度不变,调节冷域环境温度达到设定温度,通过幕布和红外成像仪获取热自然对流温度场数据一;

步骤二、获取数据二,控制试验装置中冷域环境温度不变,控制空气幕装置的射流速度、射流角度、射流厚度和射流温度不变,调节所述隧道模型的围岩地温达到设定温度,通过幕布和红外成像仪获取热自然对流温度场数据二;

步骤三、获取数据三,控制试验装置中隧道模型的围岩地温不变,控制冷域环境温度不变,调节空气幕装置的射流速度、射流角度、射流厚度和射流温度,通过幕布和红外成像仪获取气流场和温度场数据三;

步骤四、整合分析,根据得到的数据一、数据二和数据三,得出隧道不同纵断面、不同隧道洞内外温差及不同空气幕设置参数条件下隧道空气幕装置的气流运动轨迹方程和隧道空气幕密封及保温性能;

所述试验装置包括:

隧道模型,为混凝土衬砌而成;

温控装置,埋置于所述隧道模型中,用于调节所述隧道模型的围岩地温;

冷域环境,设置在所述隧道模型一侧,与所述隧道模型一端的洞口连通,所述冷域环境的温度可调节;

空气幕装置,设置在所述冷域环境的内壁上,位于所述隧道模型与所述冷域环境的连通处;

隔板,设置在所述隧道模型与所述冷域环境连通的洞口处,用于隔断所述隧道模型与冷域环境的热交换;

幕布,用于发出红外图像;

红外成像仪,用于记录所述幕布发出的红外图像。

2.根据权利要求1所述的一种测量隧道空气幕运行轨迹及其性能的模型试验方法,其特征在于:所述温控装置为加热电缆,沿着所述隧道模型的轴向均匀的埋置于所述隧道模型中。

3.根据权利要求1所述的一种测量隧道空气幕运行轨迹及其性能的模型试验方法,其特征在于:所述冷域环境处设置有制冷机组,所述制冷机组的外机设置在所述冷域环境外,所述制冷机组的散热片设置在所述冷域环境内。

4.根据权利要求1所述的一种测量隧道空气幕运行轨迹及其性能的模型试验方法,其特征在于:所述冷域环境为聚苯乙烯树脂保温板组成的密闭腔室。

5.根据权利要求1所述的一种测量隧道空气幕运行轨迹及其性能的模型试验方法,其特征在于:所述空气幕装置为射流速度、射流角度、射流厚度和射流温度均可调节的定制型空气幕装置,包括:进风口,出风口,空气幕射流厚度调节器和空气幕射流角度调节器。

6.根据权利要求1所述的一种测量隧道空气幕运行轨迹及其性能的模型试验方法,其特征在于:所述隔板为保温板,其形状尺寸与所述隧道模型的洞口形状尺寸相配合。

7.根据权利要求6所述的一种测量隧道空气幕运行轨迹及其性能的模型试验方法,其特征在于:所述步骤一具体为:固定所述隧道模型的围岩地温,调节所述冷域环境温度达到设定温度,所述隧道模型的洞内外温差达到设定值时移开所述隔板,将所述幕布沿平行于所述隧道模型的轴向设置,将所述红外成像仪设置于所述幕布一侧,实时监测并记录热自然对流温度场;

所述步骤二具体为:固定所述冷域环境温度,调节所述隧道模型的围岩地温达到设定温度,所述隧道模型的洞内外温差达到设定值时移开所述隔板,将所述幕布沿平行于所述隧道模型的轴向设置,将所述红外成像仪设置于所述幕布一侧,实时监测并记录热自然对流温度场;

所述步骤三具体为:固定所述隧道模型的围岩地温,固定所述冷域环境温度,调节所述空气幕装置的射流速度、射流角度、射流厚度和射流温度,所述隧道模型的洞内外温差达到设定值时移开所述隔板,将所述幕布沿平行于所述隧道模型的轴向设置,将所述红外成像仪设置于所述幕布一侧,并在此时间段内实时监测气流场和温度场;

移动所述幕布的位置重复上述步骤;

固定所述幕布的位置,移动所述红外成像仪的位置重复上述步骤;

所述步骤四具体为:分析红外成像仪采集的瞬时图像,提取出风速及温度数据,拟合分析试验数据,得出隧道不同纵断面、不同隧道洞内外温差及不同空气幕设置参数条件下隧道空气幕装置的气流运动轨迹方程和隧道空气幕密封及保温性能。