第一部分: 降雨系统设备概述

M24589  人工模拟降雨系统设备是专门为科研实验研制开发的一种喷射型人工仿真降雨设备,是水土流失监测系统最主要的组成部分。该系统在充分吸纳借鉴当前国内外人工模拟降雨系统先进工艺基础上,结合现代新技术的发展趋势,大胆进行了技术创新。

人工模拟降雨控制系统采用闭环控制法,即就是在降雨区所布设的雨量计可以实时监测降雨强度的大小,并将数据传输至控制台,与设定的雨强值进行逼近式对比分析,再通过恒压供水专用变频器自动调节水泵转速,从而改变供水水压及流量,结合不同喷头叠加,从而更方便准确地模拟不同雨强的自然降雨。这种变步长无限逼近设定值的控制方法,既可排除系统率定误差、管路、喷头偶然因素对降雨影响,又可很好的消除水滞后惯性波动,使雨强调控更平稳、快速。

 


第二部分: 降雨系统设计加工方案

2.1. 模拟降雨喷头的选择

经过我公司多次改良升级,生产的旋转下喷式模拟降雨喷头,喷头分为1#(喷嘴直径:9mm)、2#(喷嘴直径:11mm)、3#(喷嘴直径:13mm)三种规格。喷头基本特性如下:

1#喷头 (单一,不互相叠加)

降雨半径:2.1—2.5米

喷头工作压力:0.16-0.27mpa

流量:173-255升/小时(19.3—49.7mm/h)

2#喷头 (单一,不互相叠加)

降雨半径:2.5—3.0米

喷头工作压力:0.15-0.25mpa

流量:226-355升/小时(43.6—103.92) 3#喷头

 3#喷头 (单一,不互相叠加)

降雨半径: 3.0—3.5米;           

喷头工作压力:0.15-0.25mpa;       

流量: 355-455升/小时;

以上各喷头喷射角为44度,叠加可形成15.0---200 mm/h连续变化雨强,其中3号喷头0.17mpa时雨强喷射投影曲线如下:

喷头布设采用1#、2#、3#喷头为一个喷头组,3个喷头空间上降雨面积3重重合叠加,使降雨区雨强均匀一致,叠加原理曲线如下:

 

人工模拟降雨器喷头组喷洒照片

便携式人工模拟降雨器布设喷头组,喷头喷洒投影3重迭加,形成极其均匀的降雨区降雨均匀度。另外,在顶部喷头供水设计上,采用管道几何中心注水法,两级平衡分配水量,使给水管道中心喷头与降雨边缘喷头流量尽可能一致,从而使降雨更加均匀。经过多次率定试验,所喷雨滴粒径、降雨动能与天然降雨十分接近。降雨区喷头布设均匀叠加投影图如下:

 

 喷头喷射空间叠加确保均匀度

 

人工模拟降雨器喷头布设照片

 

人工模拟降雨器喷头布设照片

 

2.2. 系统的组成与流程 

人工模拟降雨器由主控制器、供水管道、水泵、降雨喷头和雨量计及数据下载分析软件等组成(供水容器用户自己配备)。其组成流程如下:

人工模拟降雨器的供水管道拟采用免生锈的食品卫生级不锈钢管,并配以不锈钢水质颗粒物过滤器,这样既避免了模拟喷头长期使用造成阻塞,又美观牢固。模拟降雨器各部件使用个体功能完备的小模块,通过手铐式连接,手工即可装配完成,不但安装运输方便,而且便于保管。降雨器的结构布设如下照片:

 

人工模拟降雨器结构布设照片

2.3. 人工模拟降雨器性能参数

1、雨强连续变化范围:           20~ 200mm/h

2、降雨面积:                    5㎡

3、降雨高度:                    4-6m

4、降雨均匀度:                  大于0.85

5、雨滴大小调控范围:            1.5~ 6mm

6、降雨调节精度:                7mm/h

7、降雨历时:                    任意

8、降雨测量误差                  ≤2%

9、雨量计承雨口内径:            Φ200±0.6mm

10、雨量计分辨力:               0.1mm

11、主控制器工作电压             AC220V   50Hz

12、显示屏工作电压               DC24V

13、信号采集器工作电压           DC24                   

14、工作环境温度         0~+60℃

15、工作环境湿度                 ≤95%RH(+40℃)

16、数据采集器存储容量           ≥32000条

17、降雨采样间隔                 10~9999秒,可调

18、通讯方式:                   RS232/网口

19、设计使用寿命:               大于10年 

人工降雨模拟器安装场地和环境的要求:

1)工作环境温度:0~+60℃         工作环境湿度:≤95%RH(+40℃)

2)AC220V,3KW(必须)

3) 供水水源 :采购方提供水源。

4)如果降雨场地在室内:需做好防水、排水措施