CN202583039U - 达西渗透试验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种达西渗透试验仪,包括沿竖直向导轨上下运动的稳水盒,导轨的下方设置有供水箱,稳水盒的底部依次连接有溢流管、上水管和进水管,溢流管和上水管与供水箱相连接,供水箱内安装有水泵,水泵与上水管相连接,稳水盒内且位于上水管和溢流管之间安装有溢流隔板;还包括盛沙圆筒,进水管的另一端连接在盛沙圆筒的底部,盛沙圆筒内设置有滤板,盛沙圆筒的顶部安装有挡水帽,挡水帽上向外设置有溢流管,溢流管与盛沙圆筒相通,溢流管的下方设置有量杯,溢流管上连接有两个高度不同的测压管,两个测压管的另一端竖直向上开通设置。本实用新型在试验过程中水流为自循环系统,不需要设置回水系统。
Description
技术领域
本实用新型属于流体力学物理性质测试试验仪器技术领域,具体涉及一种达西渗透试验仪。
背景技术
达西渗透实验是流体力学(水力学)教学中必须的实验之一。达西渗透实验仪是进行渗流实验的专门仪器,目前市场上的渗流实验仪均不是自循环系统。对于实验教学使用的达西渗透实验仪,各高校和科研单位都是根据自已的需求自行研制,西安理工大学曾为中国矿业大学、长安大学研制过达西渗透实验仪,但也不是自循环系统,且需要修建专门的回水系统,费时、费力,增大了投资。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种达西渗透试验仪,在试验过程中水流为自循环系统,不需要设置回水系统。
本实用新型所采用的技术方案是,一种达西渗透试验仪,其特征在于,包括沿竖直向导轨上下运动的稳水盒,导轨的下方设置有供水箱,稳水盒的底部依次连接有溢流管、上水管和进水管,溢流管和上水管的另一端与供水箱相连接,上水管上安装上水调节阀门,供水箱内安装有水泵,水泵与上水管相连接,稳水盒顶部开通,稳水盒内且位于上水管和溢流管之间安装有溢流隔板,溢流隔板为竖直向且顶部与稳水盒的内壁顶部距离一定高度;
还包括竖直设置的盛沙圆筒,进水管的另一端连接在盛沙圆筒的底部,进水管上安装有进水阀门,盛沙圆筒内设置有相配合的滤板,盛沙圆筒内位于滤板的上方用于盛装沙样,盛沙圆筒的顶部安装有挡水帽,挡水帽上向外设置有溢流管,溢流管与盛沙圆筒相通,溢流管的下方设置有量杯,溢流管上位于滤板和挡水帽之间连接有两个测压管,两个测压管高度不同,且两个测压管的另一端竖直向上开通设置。
导轨、稳水盒、上水管、溢流管和两个测压管均固定安装在测压排上,测压排和盛沙圆筒安装在试验台上,供水箱安装在试验台的下方,试验台的下方均匀设置有多个支撑。
试验台上设置有用于封闭供水箱的活动盖板,活动盖板通过多个盖板螺栓可拆卸安装在供水箱的上方。
本实用新型达西渗透试验仪的有益效果是:解决了现有仪器需修建专门回水系统的问题,且在试验过程中水流为自循环系统,不需要设置回水系统。装置体积小、结构简单,制造容易,精度高,操作方便,广泛适用于测量沙样的水头损失和渗透流量、计算水力坡降和渗透系数等。
附图说明
图1是本实用新型达西渗透试验仪的结构示意图;
图2是图1的俯视图;
其中,1.供水箱,2.水泵,3.上水管,4.支撑,5.活动盖板,6.盖板螺栓,7.上水调节阀门,8.溢流管,9.测压排,10.稳水盒,11.导轨,12.溢流隔板,13.进水管,14.进水阀门,15.盛沙圆筒,16.测压管,17.过滤板,18.挡水帽,19.溢水管,20.量杯,21.实验台。
具体实施方式
如图1和图2所示,本实用新型达西渗透试验仪,包括沿竖直向导轨11上下运动的稳水盒10,导轨11的下方设置有供水箱1,稳水盒10的底部依次连接有溢流管8、上水管3和进水管13。溢流管8和上水管3的另一端与供水箱1相连接,上水管3上安装上水调节阀门7,供水箱1内安装有水泵2,水泵2与上水管3相连接。稳水盒10顶部开通,稳水盒10内且位于上水管3和溢流管8之间安装有溢流隔板12,溢流隔板12为竖直向且顶部与稳水盒10的内壁顶部距离一定高度,因此能保证稳水盒10中的水头为恒定水头。还包括竖直设置的盛沙圆筒15,进水管13的另一端连接在盛沙圆筒15的底部,进水管13上安装有进水阀门14。盛沙圆筒15内设置有相配合的滤板17,盛沙圆筒15内位于滤板17的上方用于盛装沙样。滤板17用于防止细颗粒的沙粒漏出。沙圆筒15的顶部安装有挡水帽18,挡水帽18上向外设置有溢流管19,溢流管19与盛沙圆筒15相通,挡水帽18用于使从盛沙圆筒15溢流出来的水流不要四散流出,而是通过溢流管19流出。溢流管19的下方设置有量杯20,量杯20用于测量某段时间的水量,水量除以时间即为流量。溢流管19上位于滤板17和挡水帽18之间连接有两个测压管16,两个测压管16间隔一定高度设置,且两个测压管16的另一端竖直向上开通设置。
导轨11、稳水盒10、上水管3、溢流管8和两个测压管16均固定安装在测压排9上,测压排9和盛沙圆筒15安装在试验台21上,供水箱1安装在试验台21的下方,试验台21的下方均匀设置有多个支撑4。试验台21上设置有用于封闭供水箱1的活动盖板5,活动盖板5通过多个盖板螺栓6可拆卸安装在供水箱1的上方,能从活动盖板5处对水泵2进行更换或维修。
本实用新型的达西渗透实验仪的工作原理是:
液体在空隙介质中流动时,由于液体具有粘性,在液体流动中会引起水头损失。k为反映孔隙介质透水性能的一个综合系数,即渗透系数。渗透速度v与水力坡度J成线性关系,所以达西定律又称为线性渗流定律。
渗透系数k是反映土壤透水性的一个综合指标,其大小主要取决于土壤颗粒的形状、大小、均匀程度以及地质构造等孔隙介质的特性,同时也和流体的物性如粘滞性和重度等有关。因此k值将随孔隙介质的不同而不同;对于同一介质,也因流体的不同而有差别;即使同一流体,当温度变化时重量和粘滞系数也有所变化,因而k值也有所变化。达西渗透实验的目的就是确定渗透系数k。
本实用新型装置的操作步骤是:
步骤1、在盛沙圆筒15中装上筛分好的沙样。
步骤2、记录已知数据,如盛沙圆筒15的直径D、两根测压管之间的距离L、沙样的粒径d等。
步骤3、将稳水盒10放在适当高度,打开水泵2和上水调节阀门7,使稳水盒10盛满水,并保持溢流状态。
步骤4、缓慢打开通往盛沙圆筒15的进水阀门14,使水流通过盛沙圆筒15,并保持盛沙圆筒15上部的挡水帽18中有一定的水深,多余的水从溢流管19溢出,待水流稳定后测量两个测压管16的压差,用量杯20测量溢水管的流量。
步骤5、调节通往盛沙圆桶15的进水阀门14,改变流量,重复以上实验步骤。
步骤6、实验结束后将仪器恢复原状。
步骤7、对测量数据进行分析计算。
Claims (3)
1.一种达西渗透试验仪,其特征在于,包括沿竖直向导轨(11)上下运动的稳水盒(10),所述导轨(11)的下方设置有供水箱(1),所述稳水盒(10)的底部依次连接有溢流管(8)、上水管(3)和进水管(13),所述溢流管(8)和上水管(3)的另一端与供水箱(1)相连接,所述上水管(3)上安装上水调节阀门(7),所述供水箱(1)内安装有水泵(2),所述水泵(2)与上水管(3)相连接,所述稳水盒(10)顶部开通,所述稳水盒(10)内且位于上水管(3)和溢流管(8)之间安装有溢流隔板(12),所述溢流隔板(12)为竖直向且顶部与稳水盒(10)的内壁顶部距离一定高度;
还包括竖直设置的盛沙圆筒(15),所述进水管(13)的另一端连接在盛沙圆筒(15)的底部,所述进水管(13)上安装有进水阀门(14),所述盛沙圆筒(15)内设置有相配合的滤板(17),所述盛沙圆筒(15)内位于滤板(17)的上方用于盛装沙样,所述盛沙圆筒(15)的顶部安装有挡水帽(18),所述挡水帽(18)上向外设置有溢流管(19),所述溢流管(19)与盛沙圆筒(15)相通,所述溢流管(19)的下方设置有量杯(20),所述溢流管(19)上位于所述滤板(17)和挡水帽(18)之间连接有两个测压管(16),所述两个测压管(16)高度不同,且所述两个测压管(16)的另一端竖直向上开通设置。
2.按照权利要求1所述的达西渗透试验仪,其特征在于,所述导轨(11)、稳水盒(10)、上水管(3)、溢流管(8)和两个测压管(16)均固定安装在测压排(9)上,所述测压排(9)和盛沙圆筒(15)安装在试验台(21)上,所述供水箱(1)安装在试验台(21)的下方,所述试验台(21)的下方均匀设置有多个支撑(4)。
3.按照权利要求1所述的达西渗透试验仪,其特征在于,所述试验台(21)上设置有用于封闭供水箱(1)的活动盖板(5),所述活动盖板(5)通过多个盖板螺栓(6)可拆卸安装在供水箱(1)的上方。
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