一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备

1.本发明涉及水利工程建设技术领域，具体为一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备。


背景技术：

2.微波加热技术的基本原理是对路面8-12cm范围借助微波加热设备实行加热重融，使其能够在自重作用下进行自流动，并以此修复既有的鼓包、风化以及裂缝等病害缺陷。加热重融后，将会有一定的下沉位移，为此可对沉降区域再填充相应的乳化沥青。使其达到平整。由于其优异的加热速度和环境友好，未来应用前景广阔。
3.公告号cn211814267u，公告的水利工程用沥青加热装置热量转化效率低，在对沥青进行加热的过程中热量损耗严重，直接导致需要消耗更多的能量才能达到加热沥青所需的温度，增加了运行成本，由于热量转化效率低，该装置无法将沥青加热到足以破乳的温度，沥青中的水分无法有效蒸发，沥青仍保持乳化状态,影响后续与混凝土的搅拌效果，由于转化效率低,装置的热交换系统需要承受更大的热负荷才能达到预期的加热效果，这加速了设备的磨损,降低了寿命，沥青未能充分破乳，会影响其与混凝土的黏结强度，使该沥青很难与混凝土心墙这种对黏结强度要求较高的技术很好的匹配和配合，导致很难做到与沥青混凝土心墙技术搭配，同时公告号为cn2773155y，公告了一种沥青路面微波加热小车，其机构较复杂，制造成本较大，目前公开的资料显示，这种微波加热小车暂未在水利工程项目中得到应用，缺乏水利工程领域的成功案例，其设备参数和工作方式与水利工程需求可能不完全匹配。考虑到水利工程的恶劣使用环境,该加热小车各个子系统的连接是否能保证足够的稳定性和抗干扰性,存有疑问,有待进一步验证。微波加热对设备功率要求较高,该加热小车的微波产生系统能否与水利工程对于路面加热范围和深度的需求实现良好匹配,也需要实验数据支撑。该设备投入使用后的运行与维护成本较高,经济效益需要详细评估。它是否真能为水利工程领域带来成本效益上的优势还不明确，因此，针对上述问题遂有本案产生。


技术实现要素：

4.本技术提供一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，主要目的在于解决背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本技术提供的一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，包括：外壳，所述外壳的侧壁开设有多个穿线孔，多个所述穿线孔上分别还有多个护线套；底板，所述底板的外缘部位设置在外壳的底端，且顶端与外壳内侧形成安装空间，所述底板上还设置有两个磁吸块；微波波导口，所述微波波导口设置在底板的顶端；微波电源，所述微波电源固定设置外壳内部的顶端，且位于微波波导口的上方；抽气风扇，所述抽气风扇固定设置在外壳的侧壁面；防微波管，所述防微波管的一端连通在抽气风扇上，另一端连接在底板上；铰链，若干个所述铰链的一端固定设置在外壳的前侧；前面板，所述前面板的
一端分别固定在若干个所述铰链的另一端，且覆盖在外壳的前侧与两个所述磁吸块活动连接；型材，所述型材连接在底板的顶端与外壳的内壁之间；插排，所述插排垂直设置在型材的侧壁上。
6.在一种可行的实施方式中，所述外壳上设置有拉杆，所述外壳正前方开设有用于防止微波电源和波导口过热的若干个散热孔。
7.在一种可行的实施方式中，所述底板上还设置有若干个凸起物，若干个所述凸起物上设置有隔绝微波材料，所述隔绝微波材料紧贴于地面。
8.在一种可行的实施方式中，所述底板的顶端焊接有圆柱型物体，所述圆柱型物体与防微波管相连通，所述底板上焊有网状物，所述网状物位于防微波管的下方。
9.在一种可行的实施方式中，所述微波波导口运用仿真软件计算微波波导口处产生2.45ghz频率的微波其截止频率为：1.5892ghz，所述微波波导口的材质设置为al6063，介电常数为1。
10.在一种可行的实施方式中，所述底板的材质设置为sus304不锈钢，介电常数为1，上述建模简化模型，为了方便做微波仿真，设置初始水利工程材料温度为10℃，使用材料介电常数为70-15j。
11.在一种可行的实施方式中，所述底板的四角部位的底端还分别设置有脚轮。
12.在一种可行的实施方式中，所述脚轮包括两个导电橡胶定向脚轮，和两个导电橡胶万向脚轮。
13.本技术提供的一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，具有以下有益效果：
14.1.合理布局和简化机构复杂性；为了降低机构复杂性，该发明采用了合理的布局方案，以简化不同功能部件的结构，减少连接和协调的复杂性。这有助于提高可靠性和稳定性，降低故障率。
15.2.安全性措施；为了保证用户的安全，采取了一系列防微波辐射措施。例如，使用隔绝微波的特殊材料，以阻隔微波的辐射。同时，导电橡胶脚轮可以防止微波泄漏。这些措施有助于保护使用者免受潜在的辐射危害。
16.3.微波强度检测与监视；为确保本装置的正常工作及防止潜在辐射问题，装备了检测微波强度的仪器。通过监视微波泄漏的情况，可以及时发现并解决潜在问题。这有助于确保操作人员和周围环境的安全。
17.4.微波仿真设计和分析；为了进一步改进微波加热装置，该发明进行了微波仿真设计和分析。通过利用计算机模拟技术，可以对微波能量的传播、损耗和加热效果进行详细的研究和分析。这为后期微波破乳设备的改进提供了直接的指导和参考。
18.综上所述，该发明在设计上注重了布局的合理性和机构的简化，同时关注安全性和微波辐射控制。通过微波强度检测、仿真设计和分析等措施，为改进微波破乳设备提供了指导和参考，进一步提高了加热效果和安全性。
附图说明
19.图1示出了本技术实施例提供的应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备的立体结构示意图；
20.图2示出了本技术实施例提供的应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备的主视结构示意图；
21.图3示出了本技术实施例提供的应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备的仰视结构示意图；
22.图4示出了本技术实施例提供的应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备的实物结构示意图；
23.图5示出了本技术实施例提供的建模简化模型图；
24.图6、图7示出了本技术实施例提供的阻抗边界设定图；
25.图8示出了本技术实施例提供的划分网格图；
26.图9示出了本技术实施例提供的热场分布图；
27.图10示出了本技术实施例提供的检测微波辐射仪。
28.图中：1、微波波导口，2、底板，3、外壳，4、前面板，5、铰链，6、护线套，7、型材，8、抽气风扇，9、防微波管，10、导电橡胶定向脚轮，11、导电橡胶万向脚轮，12、隔绝微波材料，13、插排，14、磁吸块，15、微波电源。
具体实施方式
29.为了更好的理解本说明书实施例提供的技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本说明书实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本说明书实施例以及实施例中的具体特征是对本说明书实施例技术方案的详细的说明，而不是对本说明书技术方案的限定，在不冲突的情况下，本说明书实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
30.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“两个以上”包括两个或大于两个的情况。
31.实施例1
32.请参阅图1-图4，本技术实施例提供的一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，包括：外壳3、底板2、微波波导口1、微波电源15、抽气风扇8、防微波管9、铰链5、前面板4、型材7以及插排13，外壳3的侧壁开设有多个穿线孔，多个穿线孔上分别还有多个护线套6；底板2的外缘部位设置在外壳3的底端，且顶端与外壳3内侧形成安装空间，底板2上还设置有两个磁吸块14；微波波导口1设置在底板2的顶端；微波电源15固定设置外壳3内部的顶端，且位于微波波导口1的上方；抽气风扇8固定设置在外壳3的侧壁面；防微波管9的一端连通在抽气风扇8上，另一端连接在底板2上；若干个铰链5的一端固定设置在外壳3的前侧；前面板4的一端分别固定在若干个铰链5的另一端，且覆盖在外壳3的前侧与两个磁吸块14活动连接；型材7连接在底板2的顶端与外壳3的内壁之间；插排13垂直设置在型材7的侧壁上。
33.在一些示例中，更进一步的，外壳3上设置有拉杆，方便人推着小车前进，外壳3正前方开设有用于防止微波电源15和波导口过热的若干个散热孔。
34.在一些示例中，更进一步的，底板2上还设置有若干个凸起物，若干个凸起物上设置有隔绝微波材料12，隔绝微波材料12紧贴于地面，有效阻隔微波扩散到大气中。保护人和物品安全。
35.在一些示例中，更进一步的，底板2的顶端焊接有圆柱型物体，圆柱型物体与防微波管9相连通，为了方便水蒸气从防微波管9排出，同时防止微波泄露，底板2上焊有网状物，网状物位于防微波管9的下方。
36.在一些示例中，更进一步的，微波波导口1运用仿真软件计算微波波导口1处产生2.45ghz频率的微波其截止频率为：1.5892ghz，微波波导口1的材质设置为al6063，介电常数为1。
37.在一些示例中，更进一步的，底板2的材质设置为sus304不锈钢，介电常数为1，上述建模简化模型，为了方便做微波仿真，设置初始水利工程材料温度为10℃，使用材料介电常数为70-15j。
38.在一些示例中，更进一步的，底板2的四角部位的底端还分别设置有脚轮。
39.在一些示例中，更进一步的，脚轮包括两个导电橡胶定向脚轮10，和两个导电橡胶万向脚轮11，使用两个导电橡胶定向脚轮10，另一边使用两个导电橡胶万向脚轮11。方便微波破乳设备前进和后退。并且对于多余静电也起到消除的作用。
40.实施例2
41.一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其包括下述步骤：
42.1)建立如下简化模型，如图5所示；
43.2)阻抗边界条件设定，如图6所示，图7所示；
44.3)划分网格，如图8所示；
45.4)显示结果，并画出微波加热5s后热场分布图，由于只需要关心内部混合料的温度变化，故只需要显示混合料的温度即可，如图9所示；
46.5)检测微波辐射仪，如图10所示，为了测定微波泄漏量。
47.实施例3
48.实施例中涉及到多种物质的添加量、含量及浓度，其中所述的“份”，除特别说明外，皆指“重量份”；所述的百分含量，除特别说明外，皆指质量百分含量。
49.一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其包括下述步骤：
50.1)分别称取500g粒径为0-3mm的石灰石，2600g粒径为3-5mm的玄武岩，1800g粒径额为5-10mm的石灰石，100g矿粉，倒入bh-20型全自动混合料搅拌机(供应商、无锡市华南实验仪器有限公司)；
51.2)称取40g水，倒入5gmdi。快速搅拌均匀后一同倒入bh-20型全自动混合料搅拌机(供应商、无锡市华南实验仪器有限公司)；启动机器搅拌；
52.3)称取350g水性沥青，倒入bh-20型全自动混合料搅拌机(供应商、无锡市华南实验仪器有限公司)，启动机器搅拌。
53.4)搅拌后用盆取出混合料，然后倒入车辙模具中，然后将模具放到车辙试样成型机里(供应商、北京航天航宇测控技术研究所)，制备试件。
54.5)将制备的试件放到室外常温放置10min，查看破乳情况。
55.6)将制备的试件放到新型微波破乳设备下放置10min，查看破乳情况，如表1所示。
56.表1试件的破乳情况
57.实施例4
[0058][0059]
实施例中涉及到多种物质的添加量、含量及浓度，其中所述的“份”，除特别说明外，皆指“重量份”；所述的百分含量，除特别说明外，皆指质量百分含量。
[0060]
一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其包括下述步骤：
[0061]
1)分别称取500g粒径为0-3mm的石灰石，2600g粒径为3-5mm的玄武岩，1800g粒径额为5-10mm的石灰石，50g矿粉，10-50g氯化钠(供应商、上海泰坦科技股份有限公司、纯度99.5％)倒入bh-20型全自动混合料搅拌机(供应商、无锡市华南实验仪器有限公司)；
[0062]
2)称取40g水，倒入5gmdi。快速搅拌均匀后一同倒入bh-20型全自动混合料搅拌机(供应商、无锡市华南实验仪器有限公司)；启动机器搅拌；
[0063]
3)称取350g水性沥青，倒入bh-20型全自动混合料搅拌机(供应商、无锡市华南实验仪器有限公司)，启动机器搅拌。
[0064]
4)搅拌后用盆取出混合料，然后倒入车辙模具中，然后将模具放到车辙试样成型机里(供应商、北京航天航宇测控技术研究所)，制备试件。
[0065]
5)将制备的试件放到室外常温放置10min，查看破乳情况。
[0066]
6)将制备的试件放到新型微波破乳设备下放置10min，查看破乳情况，如表2所示。
[0067]
表2试件的破乳情况
[0068]
[0069][0070]
由图5-图9可知，微波加热建模方式是通过先建立简化模型，然后划分网格，通过软件计算得到温度场，也可从温度场中可以看出，温度变化也是不均匀的。混合料试件内部温度高，周围温度低。
[0071]
从表1可以看出使用微波相比常温放置可以大大加快破乳速度，从表2可以看出，如果加入极性分子对破乳效果起到了非常大的作用。后期会继续寻找更好的极性分子，即起到辅助微波的作用，还能促进乳化沥青破乳。
[0072]
虽然以上仅以ogfc-10级配混合料为例，对本发明的技术方案进行了阐述，但是根据本发明的公开，本发明的技术方案同样适用于其他级配混合料的类似处理，这对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，在不违背本发明的思想下，本领域技术人员可以在此基础上对本发明作各种改动或者修改，所做的各种变形或者修改的等价形式，同样应属于本发明的范围
[0073]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其特征在于，包括：外壳(3)，所述外壳(3)的侧壁开设有多个穿线孔，多个所述穿线孔上分别还有多个护线套(6)；底板(2)，所述底板(2)的外缘部位设置在外壳(3)的底端，且顶端与外壳(3)内侧形成安装空间，所述底板(2)上还设置有两个磁吸块(14)；微波波导口(1)，所述微波波导口(1)设置在底板(2)的顶端；微波电源(15)，所述微波电源(15)固定设置外壳(3)内部的顶端，且位于微波波导口(1)的上方；抽气风扇(8)，所述抽气风扇(8)固定设置在外壳(3)的侧壁面；防微波管(9)，所述防微波管(9)的一端连通在抽气风扇(8)上，另一端连接在底板(2)上；铰链(5)，若干个所述铰链(5)的一端固定设置在外壳(3)的前侧；前面板(4)，所述前面板(4)的一端分别固定在若干个所述铰链(5)的另一端，且覆盖在外壳(3)的前侧与两个所述磁吸块(14)活动连接；型材(7)，所述型材(7)连接在底板(2)的顶端与外壳(3)的内壁之间；插排(13)，所述插排(13)垂直设置在型材(7)的侧壁上。2.根据权利要求1所述的一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其特征在于：所述外壳(3)上设置有拉杆，所述外壳(3)正前方开设有用于防止微波电源(15)和波导口过热的若干个散热孔。3.根据权利要求1所述的一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其特征在于：所述底板(2)上还设置有若干个凸起物，若干个所述凸起物上设置有隔绝微波材料(12)，所述隔绝微波材料(12)紧贴于地面。4.根据权利要求1所述的一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其特征在于：所述底板(2)的顶端焊接有圆柱型物体，所述圆柱型物体与防微波管(9)相连通，所述底板(2)上焊有网状物，所述网状物位于防微波管(9)的下方。5.根据权利要求1所述的一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其特征在于：所述微波波导口(1)运用仿真软件计算微波波导口(1)处产生2.45ghz频率的微波其截止频率为：1.5892ghz，所述微波波导口(1)的材质设置为al6063，介电常数为1。6.根据权利要求1所述的一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其特征在于：所述底板(2)的材质设置为sus304不锈钢，介电常数为1，上述建模简化模型，为了方便做微波仿真，设置初始水利工程材料温度为10℃，使用材料介电常数为70-15j。7.根据权利要求1所述的一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其特征在于：所述底板(2)的四角部位的底端还分别设置有脚轮。8.根据权利要求7所述的一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，其特征在于：所述脚轮包括两个导电橡胶定向脚轮(10)，和两个导电橡胶万向脚轮(11)。

技术总结
本申请公开了一种应用在水利工程上的微波仿真及微波破乳设备，包括：外壳，所述外壳的侧壁开设有多个穿线孔，多个所述穿线孔上分别还有多个护线套；底板，所述底板的外缘部位设置在外壳的底端，且顶端与外壳内侧形成安装空间，所述底板上还设置有两个磁吸块；微波波导口，所述微波波导口设置在底板的顶端；微波电源，所述微波电源固定设置外壳内部的顶端，且位于微波波导口的上方；涉及水利工程建设技术领域。本装置在设计上注重了布局的合理性和机构的简化，同时关注安全性和微波辐射控制。通过微波强度检测、仿真设计和分析等措施，为改进微波破乳设备提供了指导和参考，进一步提高了加热效果和安全性。了加热效果和安全性。了加热效果和安全性。


技术研发人员：欧阳春发 张辉 刘明 高群 单晓茜 郑康生 范千 付家成
受保护的技术使用者：上海应用技术大学
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/10/11