CN106373476A - 一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置 - Google Patents
一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106373476A CN106373476A CN201610728462.4A CN201610728462A CN106373476A CN 106373476 A CN106373476 A CN 106373476A CN 201610728462 A CN201610728462 A CN 201610728462A CN 106373476 A CN106373476 A CN 106373476A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotating trough
- rotary
- flume
- trough
- assay device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 35
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims description 13
- 229920005479 Lucite® Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 abstract 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B25/00—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
Abstract
本发明涉及一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置，包括光滑透明材质的旋转水槽，所述旋转水槽呈封闭的筒状结构，并且是由一对单向开口的筒体拼接而成的一体式结构；所述旋转水槽的后方固定设置不透明的背景盘，所述背景盘，传动轴一端穿过背景盘并与旋转水槽的轴心固定连接，另一端与旋转动力装置连接；所述旋转水槽的前方固定设置摄像头。本发明整体尺寸小；水槽全部采用有机玻璃，制作出的泥石流无槽底粘接现象；结构简单，制作方便，成本较低；旋转水槽为透明光滑材质的一体式结构，制作出的泥石流无槽底粘接现象，更接近野外的泥石流；摄像头正面全局拍摄，拍摄视角大，可以透过拍摄头像获得泥石流的厚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于观测泥石流运动的小型泥石流的旋转水槽实验装置，属于制作泥石流的试验装置技术领域。
背景技术
现有技术实验室制作泥石流分为两种方法，其中一种是普通水槽试验，另外一种是旋转水槽试验。
普通水槽试验的缺点是：水槽试验通过控制中槽底坡降tanθ制作泥石流(图1)，但tanθ无法与所有固体颗粒的阻力坡降J相等，而且流动可能有固液相分离等问题，因此即使整体的平均流动速度v能保持不变，不同粒径的固体颗粒之间、固液两相之间也有可能沿程发生较大的相对运动，导致沿程的阻力、冲击力、槽底剪切力等发生变化，为进一步的理论研究带来困难。
因此，现有技术出现旋转水槽，但现有的旋转水槽如图2所示：
泥石流有占粘附槽底现象，所以必须设计滑板，滑板的作用是当粘附在槽底的泥石流随旋转水槽到达上部后，对下落的泥石流进行承接和导向，即使如此，由于真实野外的泥石流不会有这种情况，这种测试方式仍然会导致泥石流现象模拟失真；
同时，摄像头设置在旋转水槽的内部，如图2所示，摄像头的拍摄角度范围仅为槽底弧面的一段，拍摄视角较小，而且无法通过拍摄图像获得泥石流的厚度；
而且现有的这种旋转水槽直径和体积都较大(直径2.46m)，水槽及整 体框架多为金属材质，结构较为笨重，而且由于滑板、框架、摄像头等结构的限制，大小很难缩减，导致装置制作麻烦、成本较高，实验精度也较难提升。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：现有的制作泥石流的旋转水槽实验装置，为解决泥石流粘附槽底的问题，必须设置滑板，导致模拟失真；摄像头的拍摄角度范围仅为槽底弧面的一段，拍摄视角较小，而且无法通过拍摄图像获得泥石流的厚度；旋转水槽直径和体积大、结构笨重，而且由于滑板、框架、摄像头等结构的限制，大小很难缩减，导致装置制作麻烦、成本较高，实验精度也较难提升。
本发明采取以下技术方案：
一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置，包括光滑透明材质的旋转水槽2，所述旋转水槽2呈封闭的筒状结构，并且是由一对单向开口的筒体拼接而成的一体式结构；所述旋转水槽2的后方固定设置不透明的背景盘3，所述背景盘，传动轴7一端穿过背景盘3并与旋转水槽2的轴心固定连接，另一端与旋转动力装置6连接；所述旋转水槽2的前方固定设置摄像头1。
进一步的，所述旋转水槽2底面与侧面之间具有圆滑的圆弧过渡。
进一步的，所述摄像头1与旋转水槽2同轴设置，并且对整个旋转水槽的正面全局拍摄。
进一步的，所述旋转水槽2是高透明度的有机玻璃材质。
进一步的，所述传动轴7上设有轴承5。
进一步的，所述背景盘3与旋转水槽2同轴设置。
旋转水槽2的直径为30cm，槽宽3cm；摄像头1采用每秒25帧的摄像速度。
进一步的，所述旋转动力装置6由计算机自动调速。
本发明的有益效果在于：
1)整体体积可以做的很小，旋转水槽半径小，槽宽也小。
2)结构简单，制作方便，成本较低。
3)旋转水槽为透明光滑材质的一体式结构，制作出的泥石流无槽底粘接现象。
4)摄像头正面全局拍摄，拍摄视角大，可以透过拍摄头像获得泥石流的厚度。
5)模拟泥石流的试验精度较高。
附图说明
图1是现有技术中制作泥石流的普通水槽的结构示意图。
图2是现有技术中制作泥石流的旋转水槽的结构示意图。
图3是本发明制作小型泥石流的旋转水槽试验装置的结构示意图。
图4是泥石流运动特性的示意图。
图中，1.摄像头，2.旋转水槽，3.背景盘，4.泥石流，5.轴承，6.旋转动力装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施对本发明进一步说明。
参见图3，一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置，包括光滑透明材质的旋转水槽2，所述旋转水槽2呈封闭的筒状结构，并且是由一对单向开口的筒体拼接而成的一体式结构；所述旋转水槽2的后方固定设置不透明的背景盘3，所述背景盘，传动轴7一端穿过背景盘3并与旋转水槽2的轴心固 定连接，另一端与旋转动力装置6连接；所述旋转水槽2的前方固定设置摄像头1。
参见图3，所述旋转水槽2底面与侧面之间具有圆滑的圆弧过渡。
参见图3，所述摄像头1与旋转水槽2同轴设置，并且对整个旋转水槽的正面全局拍摄。
所述旋转水槽2是高透明度的有机玻璃材质。
参见图3，所述传动轴7上设有轴承5。
参见图3，所述背景盘3与旋转水槽2同轴设置。
旋转水槽2的直径为30cm，槽宽3cm；摄像头1采用每秒25帧的摄像速度。
所述旋转动力装置6由计算机自动调速。
参见图4，原理：旋转水槽试验通过控制旋转水槽的旋转速度制作泥石流。泥石流自动在一定区域内形成稳定循环运动；此时的阻力坡降J等于槽底坡降tanθ，可以实测。例如在图2中:θ＝θ1，其中θ1可根据摄影记录测定。在试验中，由于泥石流形状并不规则(例如有“龙头”、“龙尾”等)，而粗颗粒(砾石)所在区域相对比较规则，因此测定粗颗粒所对应的圆心角θg，以近似替代θ1的值，即以粗颗粒对应的坡降Jg近似替代J。即：J＝tanθ＝tanθ1≈tanθg＝Jg。
动作关系说明：电机驱动传动轴旋转；旋转轴上固定的旋转水槽和背景盘转动，引起槽内的泥石流物质形成稳定循环运动，参见图4；摄影机记录循环流动。在试验数据处理阶段，通过分析摄影机记录的成果，确定泥石流与竖直方向形成的夹角θg，测定阻力坡降J。
本装置整体尺寸小，水槽旋转半径小，槽宽小；水槽全部采用有机玻璃(PMMA，厚度1.5mm)，制作出的泥石流无槽底粘接现象；结构简单，制作方便，成本较低；旋转水槽为透明光滑材质的一体式结构，制作出的泥 石流无槽底粘接现象，更接近野外的泥石流；摄像头正面全局拍摄，拍摄视角大，可以透过拍摄头像获得泥石流的厚度；模拟泥石流的试验精度较高。
Claims (8)
1.一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置，其特征在于：
包括光滑透明材质的旋转水槽(2)，所述旋转水槽(2)呈封闭的筒状结构，并且是由一对单向开口的筒体拼接而成的一体式结构；
所述旋转水槽(2)的后方固定设置不透明的背景盘(3)，所述背景盘，传动轴(7)一端穿过背景盘(3)并与旋转水槽(2)的轴心固定连接，另一端与旋转动力装置(6)连接；
所述旋转水槽(2)的前方固定设置摄像头(1)。
2.如权利要求1所述的旋转水槽试验装置，其特征在于：所述旋转水槽(2)底面与侧面之间具有圆滑的圆弧过渡。
3.如权利要求1所述的旋转水槽试验装置，其特征在于：所述摄像头(1)与旋转水槽(2)同轴设置，并且对整个旋转水槽的正面全局拍摄。
4.如权利要求1所述的旋转水槽试验装置，其特征在于：所述旋转水槽(2)是高透明度的有机玻璃材质。
5.如权利要求1所述的旋转水槽试验装置，其特征在于：所述传动轴(7)上设有轴承(5)。
6.如权利要求1所述的旋转水槽试验装置，其特征在于：所述背景盘(3)与旋转水槽(2)同轴设置。
7.如权利要求1所述的旋转水槽试验装置，其特征在于：旋转水槽(2)的直径为30cm，槽宽3cm；摄像头(1)采用每秒25帧的摄像速度。
8.如权利要求1所述的旋转水槽试验装置，其特征在于：所述旋转动力装置(6)由计算机自动调速。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610728462.4A CN106373476A (zh) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610728462.4A CN106373476A (zh) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106373476A true CN106373476A (zh) | 2017-02-01 |
Family
ID=57879325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610728462.4A Pending CN106373476A (zh) | 2016-08-26 | 2016-08-26 | 一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106373476A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106841573A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-06-13 | 中铁西北科学研究院有限公司 | 一种泥石流模拟试验装置及试验方法 |
| CN107131980A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-05 | 上海交通大学 | 一种小型旋转水槽制备泥石流的正应力测定装置 |
| CN107991015A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-04 | 上海交通大学 | 一种小型旋转水槽制备泥石流的水压测定系统 |
| CN112611677A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-06 | 上海交通大学 | 一种旋转水槽内悬浮液密度分布的测定装置及测定方法 |
| CN112697391A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-23 | 上海交通大学 | 一种观测旋转水槽内的水下碎屑流形态的实验装置 |
| WO2021087789A1 (zh) * | 2019-11-06 | 2021-05-14 | 大连理工大学 | 一种基于透明土旋转水槽的海底滑坡演化过程模拟系统及实验方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102147325A (zh) * | 2011-02-28 | 2011-08-10 | 浙江工业大学 | 非恒定泥石流实验装置 |
| CN102393354A (zh) * | 2011-10-20 | 2012-03-28 | 上海交通大学 | 一种智能土工剪切流变仪 |
| CN102535386A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-04 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 离心机大流量水流控制系统 |
| CN202795817U (zh) * | 2012-09-28 | 2013-03-13 | 东北农业大学 | 英语教学用具 |
| CN105004508A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-28 | 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 | 泥石流沿程演化实验测量系统及参数测算方法 |
| US20160047724A1 (en) * | 2014-08-18 | 2016-02-18 | Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resource | Test apparatus for early landslide detection fully-connected with pore water pressure, surface displacement and shear surface |
| CN105679167A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-06-15 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | 一种新型泥石流物源溃坝实验水槽装置及其实现方法 |
| CN205369274U (zh) * | 2016-02-17 | 2016-07-06 | 上海交通大学 | 一种岩质陡坡全坡面绿化工法的土建结构 |
| CN206628189U (zh) * | 2016-08-26 | 2017-11-10 | 上海交通大学 | 一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置 |
-
2016
- 2016-08-26 CN CN201610728462.4A patent/CN106373476A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102147325A (zh) * | 2011-02-28 | 2011-08-10 | 浙江工业大学 | 非恒定泥石流实验装置 |
| CN102393354A (zh) * | 2011-10-20 | 2012-03-28 | 上海交通大学 | 一种智能土工剪切流变仪 |
| CN102535386A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-04 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 离心机大流量水流控制系统 |
| CN202795817U (zh) * | 2012-09-28 | 2013-03-13 | 东北农业大学 | 英语教学用具 |
| US20160047724A1 (en) * | 2014-08-18 | 2016-02-18 | Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resource | Test apparatus for early landslide detection fully-connected with pore water pressure, surface displacement and shear surface |
| CN105004508A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-28 | 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 | 泥石流沿程演化实验测量系统及参数测算方法 |
| CN105679167A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-06-15 | 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所 | 一种新型泥石流物源溃坝实验水槽装置及其实现方法 |
| CN205369274U (zh) * | 2016-02-17 | 2016-07-06 | 上海交通大学 | 一种岩质陡坡全坡面绿化工法的土建结构 |
| CN206628189U (zh) * | 2016-08-26 | 2017-11-10 | 上海交通大学 | 一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PEIYUAN LIU: "Dynamics of wet particles in rotating drums: Effect of liquid surface tension", 《PHYSICS OF FLUIDS》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106841573A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-06-13 | 中铁西北科学研究院有限公司 | 一种泥石流模拟试验装置及试验方法 |
| CN107131980A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-05 | 上海交通大学 | 一种小型旋转水槽制备泥石流的正应力测定装置 |
| CN107991015A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-04 | 上海交通大学 | 一种小型旋转水槽制备泥石流的水压测定系统 |
| WO2021087789A1 (zh) * | 2019-11-06 | 2021-05-14 | 大连理工大学 | 一种基于透明土旋转水槽的海底滑坡演化过程模拟系统及实验方法 |
| CN112611677A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-06 | 上海交通大学 | 一种旋转水槽内悬浮液密度分布的测定装置及测定方法 |
| CN112697391A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-23 | 上海交通大学 | 一种观测旋转水槽内的水下碎屑流形态的实验装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106373476A (zh) | 一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置 | |
| CN207360597U (zh) | 一种用于航空器的双相机转盘式倾斜摄影装置 | |
| Svedberg et al. | Determination of size and distribution of size of particle by centrifugal methods | |
| Hyun et al. | Two-stage microfluidic chip for selective isolation of circulating tumor cells (CTCs) | |
| CN109154601A (zh) | 用于流动中的自动单细胞细胞学分类的系统和方法 | |
| CN103708592A (zh) | 一种基于机器视觉的新型水处理方法及其装置 | |
| CN206628189U (zh) | 一种制作小型泥石流的旋转水槽试验装置 | |
| JP5898333B2 (ja) | ディスク型微細流体システムおよび血球の変形度測定方法 | |
| CN102911864B (zh) | 一种血液中稀有细胞的分离仪 | |
| JP5770388B2 (ja) | ディスク型微細流体システムおよび血液の状態確認方法 | |
| Miño et al. | E coli accumulation behind an obstacle | |
| CN104796590A (zh) | 一种公路高速运动成像仪 | |
| CN106882364A (zh) | 一种控制精确的智能型四旋翼无人机 | |
| CN104966440A (zh) | 一种用于演示二维平面运动的物理实验装置 | |
| CN109290065A (zh) | 一种浮选尾煤三参数图像检测装置与方法 | |
| US8940541B2 (en) | Device, system and method for storing and sorting cellular samples | |
| WO2020119600A1 (zh) | 液体中颗粒物的图像采集设备及检测装置 | |
| CN211552738U (zh) | 一种适于气浮工艺气泡直径观测装置 | |
| CN106679931B (zh) | 一种纹影筒保护装置及纹影筒 | |
| Zuvin et al. | Human breast cancer cell enrichment by Dean flow driven microfluidic channels | |
| Lee et al. | Particle spinning motion during saltating process | |
| CN206146961U (zh) | 测量粗颗粒固体物自由沉降速度的装置 | |
| CN215753021U (zh) | 一种无人机航空摄影测绘平衡装置 | |
| CN109138839A (zh) | 湖泊深钻垂直取样自动纠偏装置及方法 | |
| CN207457081U (zh) | 固液两相流动观测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170201 |