[發明專利]一種單裂隙中的剪切-兩相流實驗盒、系統和方法

有效

• 申請號: 201810354877.9
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108802329B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 蔣宇靜;王辰;王長盛;黃娜
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 朱昀

1.一種單裂隙中的剪切-兩相流實驗盒，其特征在于，包括：

底座，其具有用以承托試件的矩形凸臺：

兩個對置的用以固定在底座上的第一側壁，其中的一個所述第一側壁上設有注氣孔和注水孔，另一個所述第一側壁上設有用以氣水流出的氣水排出孔；所述第一側壁包括第一主體部分，在所述第一主體部分的兩側設有向外延伸的側向翼緣，在所述主體部分的底部設有向外延伸的第一底部翼緣，所述第一側壁的至少一個為可移動側壁，所述可移動側壁通過所述第一底部翼緣以可朝第一方向移動的方式固定在所述底座上；

兩個對置的第二側壁，其包括用以設于所述第一側壁的兩側外方的第二主體部分，在所述第二主體部分的底部設有向外延伸的第二底部翼緣，所述第二側壁通過所述第二底部翼緣以可朝第二方向移動的方式固定在所述底座上；

頂板，其與所述底座、所述第一側壁和第二側壁共同構成用以容納試件的空間；

夾持調節件，其穿過所述第二側壁作用在所述第一側壁的翼緣上，以調解所述第二側壁對所述第一側壁的夾持程度；

輔助固定件，其與所述底座固定連接，其端面與所述第一側壁平行；

移動調節件，包括用以與所述第一側壁的側向翼緣固定連接的第一端部，和用以與所述輔助固定件的所述端面連接的第二端部，通過調解所述第二端部與所述輔助固定件的相對位置，實現對所述可移動側壁沿所述第一方向的調節。

2.根據權利要求1所述的一種單裂隙中的剪切-兩相流實驗盒，其特征在于：所述可移動側壁的第一底部翼緣通過第一螺栓與所述底座可拆卸的連接，所述第一底部翼緣上用以穿過所述第一螺栓的過孔沿所述第一方向的尺寸大于所述第一螺栓螺桿的直徑。

3.根據權利要求1或2所述的一種單裂隙中的剪切-兩相流實驗盒，其特征在于：所述第二側壁的第二底部翼緣通過第二螺栓與所述底座可拆卸的連接，所述第二底部翼緣上用以穿過所述第二螺栓的過孔沿所述第二方向的尺寸大于所述第二螺栓螺桿的直徑。

4.根據權利要求1所述的一種單裂隙中的剪切-兩相流實驗盒，其特征在于：所述夾持調節件包括穿過所述第二側壁與所述側向翼緣的連接部、和設于所述第二側壁外側的限位部，所述連接部通過位于所述側向翼緣內側的螺紋配合來實現對所述夾持程度的調節。

5.根據權利要求4所述的一種單裂隙中的剪切-兩相流實驗盒，其特征在于：所述夾持調節件的限位部沿所述第二方向向外延伸，并設有沿所述第一方向貫通的調節件過孔，所述輔助固定件的所述端面和所述調節件過孔之間通過一連接桿固定連接，所述夾持調節件以可沿所述第一方向移動的方式穿過所述第二側壁，所述夾持調節件和所述連接桿共同構成所述移動調節件。

6.根據權利要求1所述的一種單裂隙中的剪切-兩相流實驗盒，其特征在于：所述輔助固定件為一L型持力板，所述持力板的第一板面與所述底座固定連接，所述持力板的第二板面為所述端面，所述第二板面上設有所述移動調節件的所述第二端穿過的過孔。

7.根據權利要求1所述的一種單裂隙中的剪切-兩相流實驗盒，其特征在于：所述第一側壁包括一個所述可移動側壁，和一固定側壁，所述固定側壁的下部設有向內凸出的臺階部，在所述臺階部的頂端面設有氣水注入孔，在所述可移動側壁上設有用以氣水流出通道的氣水排出孔。

8.根據權利要求1所述的一種單裂隙中的剪切-兩相流實驗盒，其特征在于：所述底座、所述第一側壁和所述第二側壁的內側設有可拆卸的密封層。

9.一種單裂隙中的剪切-兩相流實驗系統，其特征在于，包括：

如權利要求1-8任一所述的實驗盒；

供水系統，用以實現對所述實驗盒的供水控制，其具有與所述注水孔連通的注水管道；

供氣系統，用以實現對所述實驗盒的供氣控制，其具有與所述注氣孔連通的注氣管道；

測量系統，用以實現對實驗中相關物理參數的測量。

10.根據權利要求9所述的單裂隙中的剪切-兩相流實驗系統，其特征在于：所述供氣系統包括高壓氣瓶、減壓閥和質量流量控制器，所述質量流量控制器的一端連接所述減壓閥，另一端與所述注氣孔連接；

所述供水系統包括蠕動泵、脈沖阻尼器，所述脈沖阻尼器的一端連接所述蠕動泵，另一端與所述注水孔連接；

所述測量系統包括壓力傳感器、高速攝像機和電子天平，所述高速攝像機置于所述實驗盒的正上方，用以記錄流型的演化，所述壓力傳感器分別設于所述注水孔、所述注氣孔和所述氣水排出孔處，所述壓力傳感器獲取的數據實時傳輸到數據記錄儀中進行保存；所述電子天平實時采集水的流量，并將數據實時傳輸到電腦中進行保存。