[發明專利]一種用于沖刷實驗的脈沖式淹沒沖擊射流實驗裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 201910338766.3
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN109974970A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 王川;成立;焦偉軒;羅燦;張帝
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01B11/24;G01S17/08
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

1.一種用于沖刷實驗的脈沖式淹沒沖擊射流實驗裝置，其特征是：包括角度盤（1）、圓形銅管（2）、沙床（3）、蓄水池（5）、磁力泵（6）、流量計（7）、閘閥（8）、脈沖發生器（9）、水槽（10）、聯接軟管（11）、擋板（12）、第一相機（13）、激光紅外線測距儀（14）、第二相機（15）；

所述角度盤（1）固定于支撐架上；所述圓形銅管（2）與角度盤（1）可拆卸式固定，且圓形銅管（2）在角度盤（1）上角度可調節；

所述水槽（10）底部間隔放有兩塊擋板（12），沙床（3）放于兩塊擋板（12）中間；

蓄水池（5）依次經磁力泵（6）、流量計（7）、閘閥（8）、脈沖發生器（9）、聯接軟管（11）與圓形銅管（2）貫通連接，圓形銅管（2）一端與聯接軟管（11）貫通，另一端置于水槽（10）內的沙床（3）上方；蓄水池（5）內的水依次穿過磁力泵（6）、流量計（7）、閘閥（8）、脈沖發生器（9）、聯接軟管（11）、圓形銅管（2），并從圓形銅管（2）射出，沖擊到沙床（3）上；

射流從圓形銅管（2）中射出，沖擊到沙床（3）上，形成一個近似于橢圓形的沙坑，而沙坑中的沙子被沖刷至下游形成沙丘；

所述第一相機（13）、激光紅外線測距儀（14）安裝于水槽（10）上方，第一相機（13）用于拍攝沙坑及沙丘的平面輪廓，激光紅外線測距儀（14）用于沙坑及沙丘在豎直方向的距離測量；所述第二相機（15）放置于水槽（10）側面，用于拍攝射流從圓形銅管（2）中射出沖擊到沙床（3）上的整個沖刷過程中沙丘的形成及運動過程。

2.根據權利要求1所述的一種用于沖刷實驗的脈沖式淹沒沖擊射流實驗裝置，其特征是：所述沙床（3）為天然沙形成的。

3.根據權利要求1所述的一種用于沖刷實驗的脈沖式淹沒沖擊射流實驗裝置，其特征是：所述水槽（10）為鋼化玻璃水槽，水槽（10）為方形。

4.根據權利要求1所述的一種用于沖刷實驗的脈沖式淹沒沖擊射流實驗裝置，其特征是：所述水槽（10）設置于蓄水池（5）的上方，水槽（10）的側壁上部設有溢水口，溢水口上設有下閘門（4），溢水口位于蓄水池（5）的上方。

5.根據權利要求1所述的一種用于沖刷實驗的脈沖式淹沒沖擊射流實驗裝置，其特征是：所述角度盤（1）的形狀為1/4圓形，所述角度盤（1）上設有中心孔、7個邊孔，中心孔設置于角度盤（1）的直角處，7個邊孔設置于角度盤（1）的弧形邊處，中心孔與7個邊孔的連線形成7條相互之間間隔15度的線段；

所述中心孔以及每個邊孔兩側均添加2個小孔，中心孔兩側的2個小孔以及邊孔兩側的2個小孔可安裝固定件，圓形銅管（2）通過固定件緊貼著固定在角度盤（1）上，通過圓形銅管（2）固定于不同的邊孔上，實現調整圓形銅管（2）的角度，從而調整沖擊射流的沖擊角度。

6.根據權利要求1所述的一種用于沖刷實驗的脈沖式淹沒沖擊射流實驗裝置，其特征是：所述圓形銅管（2）為可拉伸式圓形銅管。

7.根據權利要求1所述的一種用于沖刷實驗的脈沖式淹沒沖擊射流實驗裝置，其特征是：所述脈沖發生器（9）用于形成不同頻率的脈沖射流。

8.根據權利要求1所述的一種用于沖刷實驗的脈沖式淹沒沖擊射流實驗裝置，其特征是：所述角度盤（1）在支撐架上可上下移動。

9.根據權利要求1-8中任意一項權利要求所述的一種用于沖刷實驗的脈沖式淹沒沖擊射流實驗裝置進行測量的方法，其特征是：

首先將圓形銅管（2）在角度盤（1）上調整好角度，并固定在角度盤（1）上；圓形銅管（2）置于沙床（3）上方；啟動磁力泵（6），蓄水池（5）內的水依次穿過磁力泵（6）、流量計（7）、閘閥（8）、脈沖發生器（9）、聯接軟管（11）、圓形銅管（2），并從圓形銅管（2）射出，沖擊到沙床（3）上，形成一個近似于橢圓形的沙坑，而沙坑中的沙子被沖刷至下游形成沙丘；用第一相機（13）拍攝沙坑及沙丘的平面輪廓，用激光紅外線測距儀（14）測量沙坑及沙丘在豎直方向的距離；第二相機（15）放置于水槽（10）側面，拍攝射流從圓形銅管（2）中射出沖擊到沙床（3）上的整個沖刷過程中沙丘的形成及運動過程。