[发明专利]大型水工极端气候模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及水工建筑物基本材料或构件应对极端气候的科学研究领域，尤其是一种大型水工极端气候模拟器。

背景技术

气候参数模拟可为人们提供一种摆脱自然条件的限制、从时间到空间按主观意愿去模拟的各种理想环境，并服务于科学实验。在试验室内模拟各种实际环境作用，研究材料、结构等实验对象对所处的环境产生的环境效应，可获得实验对象在各种环境条件下的特性和环境适应性。气候变化使水工混凝土服役的环境越来越复杂，对水工混凝土的耐久性势将产生影响，材料的耐久性又直接影响水利工程的运行安全与运行年限，而水工混凝土耐久性现场试验，如暴露试验等一般试验周期长、费用也较高。目前，现有气候环境模拟设备主要以单一气候参数模拟为主，净空间较小，适用于电子元器件、农作物等小型试验，在开展水工建筑物基本材料与构件的气候试验时存在适用性问题。亟需结合水利行业特点，对水工建筑物基本材料或结构的实际服役环境进行综合模拟，开展其热学、力学、收缩、徐变、保温效果、损伤特性及其与干燥、潮湿、腐蚀、极端低温、寒潮等环境关系的系统研究工作，以提高水利工程在极端气候环境下的安全与耐久性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种可模拟极端高低温、湿度、暴雨、日照、风速等气候参数，以及老化、腐蚀、压力水等环境条件及其耦合作用的大型水工极端气候模拟器。

为实现上述目的，本发明大型水工极端气候模拟器，包括高低温湿热交变、日照、风速模拟区，盐雾、暴雨、腐蚀气体模拟区以及温度冲击模拟区，

其中，高低温湿热交变、日照、风速模拟区包括提供连续可调风速的送风循环单元、提供全太阳光谱的日照单元、提供极端低温的第一制冷控制单元、提供极端高温的第一加热控制单元；

盐雾、暴雨、腐蚀气体模拟区包括盐雾生成单元、降雨控制单元、CO₂气体生成单元；

温度冲击模拟区包括高速送风单元、提供极端低温瞬时冲击的第二制冷控制单元、提供极端高温瞬时冲击的第二加热控制单元；

待测样品依次在各个模拟区内经过极端高低温、湿度、暴雨、日照、风速的气候参数，以及老化、腐蚀、压力水的环境条件及其耦合作用。

进一步，所述高低温湿热交变、日照、风速模拟区还包括第一工作室，所述送风循环单元、日照单元均设置在第一工作室内，所述送风循环单元设置在第一工作室的内壁，日照单元设置在第一工作室的顶部，第一工作室的底板上设有排水沟。

进一步，所述第一工作室为拼装式箱体结构，内部采用SU304高级不锈钢板，外壳采用经表面酸洗、磷化、防静电喷塑处理的高级彩钢板，在SU304高级不锈钢板与彩钢板中间填充有玻璃纤维及绝缘脂发泡材料。

进一步，所述第一工作室设置在所述高低温湿热交变、日照、风速模拟区的前部，所述高低温湿热交变、日照、风速模拟区的后部设置所述第一制冷控制单元和第一加热控制单元，所述第一制冷控制单元由制冷压缩机组和冷凝器组成，其操作面板安装在所述第一工作室正面的电控柜上。

进一步，所述第一制冷控制单元提供的最低温度为-70℃，所述第一加热控制单元提供的最高温度为150℃，并控制相对湿度10%～98%，所述送风循环单元提供5m/s～20m/s连续可调的风速。

进一步，所述盐雾、暴雨、腐蚀气体模拟区还包括第二工作室，该第二工作室为拼装式箱体结构，内部采用SU304高级不锈钢板，外壳采用经表面酸洗、磷化、防静电喷塑处理的高级彩钢板，在SU304高级不锈钢板与外壳彩钢板中间填充有玻璃纤维及绝缘脂发泡材料，第二工作室的底板上设有排水沟。

进一步，所述盐雾生成单元设置在所述第二工作室的内壁，所述降雨控制单元及CO₂气体生成单元设置在所述第二工作室的顶部，其操作面板安装在所述第二工作室正面的电控柜上；所述盐雾生成单元提供沉降量0.0125 ml·cm^-2·h^-1～0.025 ml·cm^-2·h^-1范围的盐雾。

进一步，所述温度冲击模拟区还包括第三工作室和蓄热铝板，该第三工作室为整体式箱体结构，内部采用SU304高级不锈钢板，外壳采用经表面酸洗、磷化、防静电喷塑处理的高级彩钢板，在SU304高级不锈钢板与外壳彩钢板中间填充有玻璃纤维及绝缘脂发泡材料。