[发明专利]沙粒冲击仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于实验室研究风沙物理沙粒冲击沙床面的器具。

背景技术

近半个世纪，我国科技工作者经实验室研究和野外观测试验不断探索，在风沙物理学研究方面获得大量直观的感性认识，积累了相关丰富资料。野外观察研究发现，风沙移动有两种基本方式：即整个沙丘体的移动和风沙流。产生风沙流的条件(起动风速)一般为5m·s^-1～6m·s^-1。在光板地上，沙粒粒径为0.25mm、0.50mm和1.00mm，起风速度为6.8m·s^-1、8.1m·s^-1和11.7m·s^-1。起动风速的大小受多种因素的影响，如沙地水分，地表状况和沙粒粒径。从上述大范围区域观察来看，沙粒运动总是取决于近地面气流的合成风向。但从小范围来观察，沙粒移动方向又随单一的正风向或受小地形影响后改变方向的变向风，即二次流转移。

风沙移动，从宏观上看是整体风沙流运动，从微观上看是无数单颗粒的移动。颗粒在气流中运动的受力机制是风沙颗粒运动的核心问题，从事风沙流科学研究学者们认识到，沙粒跃移运动是造成各种风沙危害的重要原因，要科学有效地防止风沙危害也必须了解风沙颗粒运动，特别是跃移运动的机制。但是风沙运动是一种贴近地表的气流对沙粒的搬运现象，而且沙粒细小，几何形状不规则，运动变化迅速，采用一般的测试手段和方向难以确定风沙颗粒运动的诸要素，颗粒的受力机制包括两个方面，一是在运动瞬间的受力，二是颗粒在跃移过程中的受力。风沙运动首先考虑表现为单颗粒沙粒与气流的相互作用，发生颗粒运动对风沙运动机制的深入认识首先要从单颗粒运动研究入手。而单颗粒运动理论方面的研究进展甚微。理论上的突破往往依赖于研究手段的革新，必须借助于科研器材的研发，因此，试验手段的先进对于风沙颗粒运动的研究关系甚大。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种沙粒冲击仪。利用该仪器，在PIV激光成像采集系统或高速摄影的配合下，对单颗粒沙粒轨迹运动的研究提供了技术保证。

本发明的目的是通过以下技术方案来达到

一种沙粒冲击仪，是由长管、后盖、后活塞、活塞套、后塞、前盖、定位套、前活塞、弹簧和定位销组成。长管内装有活塞套，活塞套置有前活塞和后活塞，前活塞与定位套间装有弹簧，定位套和前活塞轴线上设有中心孔，开孔的前盖紧箍于长管；后活塞与后塞间设有弹簧，后盖紧箍长管；长管一侧有槽口，固结在后活塞上的拉栓置于槽口中；长管与后活塞底部有凹孔，定位销插于凹孔中，长管座落在支座上。

本发明的特点和产生的有益效果是：

1、本发明采用PIV激光成像采集系统或高速摄影与理论相结合的方法研究风沙运动的微观过程，分析不同粒径颗粒在力的冲击作用下，颗粒的起跳角，运动轨迹进行数据解析，其对于单颗粒沙粒轨迹运动的研究提供流场图与影像资料，为开展风沙颗粒跃移理论提供了试验手段。

2、本发明结构简单，装卸方便。可用于0.25mm～1.00mm风沙颗粒运动试验，

附图说明

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种沙粒冲击仪，是由长管1、后盖4、后活塞2、活塞套3、后塞5、前盖6、定位套7、前活塞8、弹簧9和定位销16。长管1内装有活塞套3，活塞套3置有前活塞8和后活塞2，前活塞8与定位套7间装有弹簧9，定位套7和前活塞8轴线上设有中心孔10，开孔的前盖6紧箍于长管1；后活塞2与后塞5间设有弹簧14，后盖4紧箍长管1；长管1一侧有槽口11，固结在后活塞2上的拉栓12置于槽口11中；长管1的开口与后活塞2底部的凹孔13相对，定位销16插于凹孔13中，长管1座落在支座15上。