多级水－气混合撒雨器

该系统能在离心加速度场环境和振动台动力吊篮内，与振动台共同实施降雨+地震多灾种耦合的模拟缩尺试验，并满足降雨、冻融等独立自然灾害模拟试验需求。利用水－气混合技术产生雾化程度高、粒径细小且均匀的水滴，这些细小水滴在气流的作用下，能够更好地模拟“飘洒”的效果，从而在模型表面实现相对均匀的降雨。解决了在强离心力场下，水滴会受到巨大的惯性力，难以像正常重力下那样“降落”，很容易被甩向模型容器外侧，导致降雨极度不均匀的问题。系统具有降雨流量、流速、雨滴、面积、时间等调节与控制功能，可完美地实现降雨+地震多灾种耦合作用下，边坡、泥石流、高土塌方、溃坝等自然灾害模拟实验研究。

技术指标

模拟自然环境下日降雨强度10mm/d～300mm/d，50g下降雨强度0.35～10.4mm/min；

降雨强度控制精度≤0.02mm/min；

有效降雨面积≥1.00m×0.4m，最大降雨总流量不小于5L/min；

能在离心机不停机条件下连续和循环降雨，连续降雨时间≥10min；

可用控制软件进行本地/远程冗余控制、监视、应急功能，包含降雨流量、时间等调节和自动控制；

整体强度设计安全系数≥2.0。

系统组成与工作原理

供水供气系统

水箱和气罐：位于离心机外部，通过旋转接头向高速旋转的离心机吊篮内提供水源和压缩空气。

水泵和气压调节阀：精确控制水和气的压力和流量。

混合与雾化装置

第一级预混合：水和压缩空气在第一个混合腔内进行初步混合，形成气水两相流。

后续级精细雾化：两相流经过后续的混合腔或特殊设计的喷嘴时，高压空气将水流充分剪切、破碎，形成极细的水雾。

布洒系统

分配管路与喷头阵列：雾化后的气水混合物通过一条主分配管，再分配到多个支管。支管上安装有一系列喷头，这些喷头在模型 上方均匀分布，确保覆盖整个实验区域。

喷头特性：通常使用广角或扇形喷头，以扩大覆盖范围。

控制系统

计算机与PLC：位于控制室，远程精确设定和调节降雨强度和降雨持续时间，可模拟不同雨型的降雨过程。