一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置制造方法及图纸

一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置，包括环形水槽、水流测速单元、第一驱动单元、螺旋桨和盐度调节装置，所述环形水槽水平设置，所述螺旋桨沿垂直于流水的方向设置在所述环形水槽内，所述第一驱动单元与所述螺旋桨传动连接，其用于驱动所述螺旋桨转动，所述水流测速单元设有两个，其分别沿流水的流向均匀间隔的设置在所述环形水槽内，其用于检测水流的流速，所述盐度调节装置固定在所述环形水槽的上方，其用于向所述环形水槽内加入试验盐。本实用新型专利技术所述的一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置具有体积小巧，操作简单、实施成本低、试验周期短等优点。

An annular flume device for simulating sediment transport

【技术实现步骤摘要】
一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置
本技术涉及海洋工程地质与沉积动力学领域的工程性质测试与研究领域，尤其涉及一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置。
技术介绍
水槽模拟实验是室内模拟沉积过程、沉积作用和演化特征的重要手段之一。水槽实验装置依据研究目的的需要，种类多样。环形水槽是最经典的用于研究泥沙运动规律的试验装置之一。该装置主要由环形槽、剪力环和传动系统三部分组成，具有无回水和消能装置，可以在不破坏细颗粒泥沙在不同盐水条件下的絮凝状态，使得试验结果更符合天然泥沙运动的过程。然而，由于环形水槽固有的强烈二次流及流速沿径向分布不均等水动力学特性,使得泥沙运动机理研究变得非常复杂。装置通过调节环形水槽和剪力环的运转周期，在一定程度上消除因离心力的作用水槽内产生的横向次流，减少环形水槽产生的二次流对沉积物搬运的干扰，但仍然不能从根本上消除二次流影响及槽底切力沿径向分布变化对泥沙动力学研究带来的干扰。离子水向一定盐度变化时，细粒沉积物极易发生絮凝作用，导致絮凝沉降，其沉降速度远大于单个颗粒，因此，研究不同盐度条件下细粒沉积物的沉积过程对精确表征细粒沉积物特征和沉积模式具有重要的意义。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置。本技术提供一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置，包括环形水槽、水流测速单元、第一驱动单元、螺旋桨和盐度调节装置，所述环形水槽水平设置，所述螺旋桨沿垂直于流水的方向设置在所述环形水槽内，所述第一驱动单元与所述螺旋桨传动连接，其用于驱动所述螺旋桨转动，所述水流测速单元设有两个，其分别沿流水的流向均匀间隔的设置在所述环形水槽内，其用于检测水流的流速，所述盐度调节装置固定在所述环形水槽的上方，其用于向所述环形水槽内加入试验盐。进一步地，还包括中央控制系统和盐度传感器，所述中央控制系统与所述第一驱动单元、所述盐度传感器和所述盐度调节装置电连接，所述盐度传感器设在所述环形水槽内，其用于检测流水的盐度，并将检测信号发送至所述中央控制系统。进一步地，所述盐度调节装置包括储物箱、转盘、转轴和第二驱动单元，所述储物箱为内部中空的圆柱体结构，其水平固定在所述环形水槽的上端，所述转盘为圆板结构，其水平设置在所述储物箱底壁的上端，且其外周延伸至与所述储物箱的内壁贴合，所述第二驱动单元设置在所述储物箱的上端，其与所述中央控制系统电连接，所述转轴同轴设置在所述储物箱内，其下端与所述转盘固定连接，其上端与所述第二驱动单元传动连接，所述第二驱动单元驱动所述转盘带动所述转盘沿所述储物箱的周向转动，所述储物箱的底部设有多个与其内部连通的第一通孔，所述转盘上设有与多个所述第一通孔一一对应的第二通孔，所述转盘可带动多个所述第二通孔与多个所述第一通孔重合或错开，所述储物箱上设有进料口。进一步地，所述转轴的周向设有多个搅拌叶。进一步地，所述环形水槽的直线段的长为2m，宽为1m。进一步地，还包括图像采集单元，其设置在所述环形水槽的上方，且其图像采集端朝向所述环形水槽设置，所述图像采集单元用于采集环形水槽中沉积物搬运过程的图像。本技术提供的技术方案带来的有益效果是：本技术所述的一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置，具有以下优点：(1)、通过增加水槽装置的直段长度，已达到最大限度减少环形水槽产生的二次流对沉积物搬运的干扰的目的。(2)、具有体积小巧，操作简单和实施成本低等优点；(3)、可实现对不同盐度条件下沉积物的沉积过程的模拟实验，对精确表征细粒沉积物特征和沉积模式具有重要的意义；(4)、实现向环形水槽内流水自动加入试验盐的功能，代替人工手动调节的方式，不仅可提高试验结果的精准度，还具有操作方便、简化试验操作和实施成本低等优点。附图说明图1是本技术所述一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置的结构示意图；图2是本技术所述一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置的剖视图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地描述。请参考图1-2，本技术的实施例提供了一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置，包括环形水槽10、水流测速单元20、第一驱动单元30、螺旋桨40、盐度传感器50、盐度调节装置、中央控制系统(图中未示出)和终端处理器(图中未示出)，所述环形水槽10水平设置，所述螺旋桨40沿垂直于流水的方向设置在所述环形水槽10内，且为了避免螺旋桨40与环形水槽10底部的沉积物直接接触，螺旋桨40的叶片离环形水槽10底部大于0.1m，所述螺旋桨40与所述第一驱动单元30传动连接，所述第一驱动单元30驱动所述螺旋桨40转动，所述水流测速单元20设有两个，其均与所述终端处理器电连接，两个水流测速单元20沿流水的流向均匀间隔的设置在所述环形水槽10内，其用于检测水流的流速，并将检测信号发送至终端处理器，所述中央控制系统与所述终端处理器、所述第一驱动单元30、所述盐度传感器50和所述盐度调节装置电连接，所述盐度调节装置设置在所述环形水槽10的上方，其用于向所述环形水槽10内加入试验盐，所述盐度传感器50设在所述环形水槽10内，其用于检测流水的盐度，并将检测信号发送至所述中央控制系统。其中，所述第一驱动单元30为可变速马达，其通过设置不同的转速达到控制不同水流速度的目的。中央控制系统为STM32F系列单片机，盐度传感器50的型号为SAL-BTA1，终端处理器为计算机或平板电脑，其用于向中央控制系统发送命令信息，如设置第一驱动单元30的转速，以及接收水流测速单元20发送的检测信号，并对数据进行存储，方便后续对试验数据进行查阅及下载。本技术中的环形水槽10的直线段的长设计为2m，宽设计为1m，其长度长于传统的环形水槽10，主要为了实现最大限度的提高野外采集样品的利用率。此外，环形水槽10由透明亚克力材料制成，便于对沉积物搬运过程及沉积底形特征进行观察、拍照和录像。需要说明的是，本技术中不限制第一驱动单元30和螺旋桨40的具体连接方式，此为现有技术，在此不再进行赘述。盐度传感器50、盐度调节装置和中央控制系统的使用，可对环形水槽10中流水盐度的进行调节，以实现对不同盐度条件下沉积物的沉积过程的模拟实验。而对于盐度传感器50和盐度调节装置的安装位置，其中，盐度调节装置设置沿流水流向的前端，盐度传感器50设置在流水流向的后端，且盐度传感器50设置在环形水槽10的上部，以避免环形水槽10内沉积物影响盐度传感器50的使用。本技术所述的一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置还具有体积小巧，操作简单和实施成本低等优点。在上述实施例中，所述盐度调节装置包括储物箱80、转盘81、转轴82和第二驱动单元83，所述储物箱80为内部中空的圆柱体结构，其水平设置在所述环形水槽10的上端，并通过支架84与环形水槽10的外壁固定连接，所述转盘81为圆板结构，其水平设置在所述储物箱80底壁的上端，且其外周延伸至与所述储物箱80的内壁贴合，所述第二驱动单元83本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置，其特征在于，包括环形水槽(10)、水流测速单元(20)、第一驱动单元(30)、螺旋桨(40)和盐度调节装置，所述环形水槽(10)水平设置，所述螺旋桨(40)沿垂直于流水的方向设置在所述环形水槽(10)内，所述第一驱动单元(30)与所述螺旋桨(40)传动连接，其用于驱动所述螺旋桨(40)转动，所述水流测速单元(20)设有两个，其分别沿流水的流向均匀间隔的设置在所述环形水槽(10)内，其用于检测水流的流速，所述盐度调节装置固定在所述环形水槽(10)的上方，其用于向所述环形水槽(10)内加入试验盐。/n

【技术特征摘要】
1.一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置，其特征在于，包括环形水槽(10)、水流测速单元(20)、第一驱动单元(30)、螺旋桨(40)和盐度调节装置，所述环形水槽(10)水平设置，所述螺旋桨(40)沿垂直于流水的方向设置在所述环形水槽(10)内，所述第一驱动单元(30)与所述螺旋桨(40)传动连接，其用于驱动所述螺旋桨(40)转动，所述水流测速单元(20)设有两个，其分别沿流水的流向均匀间隔的设置在所述环形水槽(10)内，其用于检测水流的流速，所述盐度调节装置固定在所述环形水槽(10)的上方，其用于向所述环形水槽(10)内加入试验盐。


2.根据权利要求1所述的一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置，其特征在于，还包括中央控制系统(60)和盐度传感器(50)，所述中央控制系统(60)与所述第一驱动单元(30)、所述盐度传感器(50)和所述盐度调节装置电连接，所述盐度传感器(50)设在所述环形水槽(10)内，其用于检测流水的盐度，并将检测信号发送至所述中央控制系统。


3.根据权利要求2所述的一种模拟沉积物搬运的环形水槽装置，其特征在于，所述盐度调节装置包括储物箱(80)、转盘(81)、转轴(82)和第二驱动单元(83)，所述储物箱(80)为内部中空的圆柱体结构，其水平固定在所述环形水槽(10)的上端，所述转盘(81)为圆板结构，其水平设置在所述储物箱(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉光，涂晶，赵阳，魏豪，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：新型
国别省市：湖北;42