详情

原文传递温度和紊流同时可控的泥沙沉降速率观测实验装置及方法

专利名称：	温度和紊流同时可控的泥沙沉降速率观测实验装置及方法
摘要：	本发明公开了温度和紊流同时可控的泥沙沉降速率观测实验装置及方法，包括支撑框架、沉降筒、温控装置、电机和测速装置，支撑框架上设有上层盛放板和下层盛放板，沉降筒放置于下层盛放板上，电机放置于上层盛放板上，上层盛放板上设有开孔，电机的输出轴通过连接杆和开孔连接有伸入沉降筒内部的螺旋桨，温控装置设置于沉降筒的内部，沉降筒的外壁从上到下等间距的设置有水龙头，沉降筒的底部设有进出水阀门，测速装置由支撑柱、固定杆和测速仪器组成，支撑柱设置于支撑框架的两侧，固定杆通过支撑柱设置于沉降筒的上方，固定杆上安装有测速仪器。本发明兼备在泥沙沉降速率实验中同时对温度和紊动两个变量的调节能力。
专利类型：	发明专利
申请人：	天津大学
发明人：	张金凤;陈嘉禹;梁家雄;范爽;王峥;周惟於;桑爱杰
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911332740.4
公开号：	CN110987740A
代理机构：	天津市北洋有限责任专利代理事务所
代理人：	刘子文
分类号：	G01N15/04;G;G01;G01N;G01N15;G01N15/04
申请人地址：	300350 天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区
主权项：	1.一种温度和紊流同时可控的泥沙沉降速率观测实验装置，其特征在于，包括支撑框架、沉降筒、温控装置、电机和测速装置，所述支撑框架上设有上层盛放板和下层盛放板，所述沉降筒放置于下层盛放板上，所述电机放置于上层盛放板上，所述上层盛放板上设有开孔，所述电机的输出轴通过连接杆和开孔连接有伸入沉降筒内部的螺旋桨，所述温控装置设置于沉降筒的内部，沉降筒的外壁从上到下等间距的设置有水龙头，沉降筒的底部设有进出水阀门，所述测速装置由支撑柱、固定杆和测速仪器组成，所述支撑柱设置于支撑框架的两侧，固定杆通过支撑柱设置于沉降筒的上方，所述固定杆上安装有测速仪器。 2.根据权利要求1所述一种温度和紊流同时可控的泥沙沉降速率观测实验装置，其特征在于，所述温控装置包括加热棒，所述加热棒靠近沉降筒的内壁放置，避免与螺旋桨发生碰撞。 3.根据权利要求1所述一种温度和紊流同时可控的泥沙沉降速率观测实验装置，其特征在于，所述沉降筒的直径为螺旋桨的两到三倍，既能保证不与加热棒碰撞，也能保证螺旋桨相对于筒径足够大，能产生足够的紊流。 4.根据权利要求1所述一种温度和紊流同时可控的泥沙沉降速率观测实验装置，其特征在于，所述固定杆上设有纵向位置调节装置和横向位置调节装置，纵向位置调节装置和横向位置调节装置内分别设有螺杆，所述螺杆上均设有摇杆，所述纵向位置调节装置上通过固定钢片和钢条固定所述测速仪器。 5.根据权利要求1所述一种温度和紊流同时可控的泥沙沉降速率观测实验装置，其特征在于，所述固定杆上还设有卡尺。 6.一种如权利要求1-5任一项所述温度和紊流同时可控的泥沙沉降速率观测实验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)向沉降筒中加入约135L自来水，使水面位于距底部75cm处；调节电机转速，调整测速仪器位置，使其流速测点垂向距底部51cm处，径向距筒壁距离6cm处，待水流稳定约1分钟后，测速仪器开始测速并记录，每次测速3个文件，每个文件连续记录1分钟；调节测速仪器的位置，使测速仪器的流速测点分别距底部55cm、59cm、63cm、67cm处并重复上述记录方式； (3)调节电机转速，使其分别为20rpm、30rpm、40rpm，并重复步骤，最终得到共20组60个文件的流速数据；获得流速数据后即可推导电机转速和剪切率之间的关系； (4)撤去测速仪器，在沉降筒内加入实验样土高岭土，使用温控装置控制温度位于某一特定值，启动电机，通过测速仪器获得的转速和剪切率之间的关系获得剪切率，以剪切率代表紊动作为第一变量，温控装置控制的温度为第二变量。 (5)使用浓度测量装置测量沉降筒中泥沙沉降浓度变化，计算出泥沙沉降速率。
所属类别：	发明专利