[发明专利]用于高速远程滑坡裹气流变特性研究的剪切流变装置

说明书

技术领域

本发明涉及实验设备领域，具体涉及一种用于高速远程滑坡裹气流变特性研究的剪切流变装置。

背景技术

不同于常规低速近程滑坡，高速远程滑坡运动过程中常表现出异常流动性特征，如：在滑体整体顺沟谷向下游高速运动过程中，当遇到障碍物时，常可像流体一样绕过障碍物继续向前运动。高速远程滑坡运动过程中的这种异常流动性特征是其能够实现超长距离运动的关键，是高速远程滑坡运动机理研究的重中之重，也是近一个世纪以来，国内外学者一直关注的重点问题。流体力学实验作为测试流体流变特性的重要手段，已在空气动力学研究、泥石流流变特性研究、水力学研究等领域中得到了广泛应用，并取得了丰硕的研究成果；旋转式流变计作为研究流体流变特性的重要装置，亦已在泥石流流变特性研究中得到了较广泛的应用。然而，迄今为止，运用旋转式流变计研究高速远程滑坡运动过程中碎屑流流变特性的成果十分有限，尤其是高速远程滑坡运动过程中碎屑流裹气流变特性的研究更是无人涉及，在滑体的高速运行过程中，其对前缘及周边空气的高速压缩与裹挟是不容忽视的一个重要物理力学作用过程，开展高速远程滑坡运动过程中裹气流变特性的研究，了解碎屑流在裹入气流影响下的剪切流变特征，对于更加深入地了解高速远程滑坡运动过程中的动力学作用机制具有重要意义。对高速远程滑坡运动过程中的裹气流变特性进行研究，以分析碎屑流在不同气力值下的剪切流变特性，能进一步揭示高速远程滑坡的动力学机理提供参考。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现试样在裹入气流作用下剪切流变特性定量化研究的用于高速远程滑坡裹气流变特性研究的剪切流变装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该用于高速远程滑坡裹气流变特性研究的剪切流变装置，包括风机、输风管线、支架、动力装置、风室、第一布风板、第二布风板、内筒、外筒、称重传感器、扭矩传感器、转速传感器，所述动力装置与设置在风室上的第一齿轮连接，所述风室通过轴承安装在支架上方，所述风室通过输风管线与风机连接，所述风室的出风口端面设置有法兰盘，所述第一布风板覆盖在法兰盘上，所述外筒设置在第一布风板上并与第一布风板以及法兰盘连接为一体，所述第二布风板设置在外筒内，所述第二布风板的圆周面与外筒的内壁相适配，所述第一布风板与第二布风板之间设置有称重传感器，所述内筒固定连接在第二布风板上，所述外筒与内筒之间的距离为70-90mm，所述内筒外壁、外筒内壁以及第二布风板所围成的空间形成环形载物槽，所述环形载物槽内设置有与环形载物槽相适配的环形盖板，所述环形盖板通过连接杆与扭矩传感器连接，所述动力装置与转速传感器连接，所述摄像装置通过设置在法兰盘上的横杆安装在环形载物槽外侧。

进一步的是，所述动力装置包括电机、减速器以及设置在减速器输出轴上的第二齿轮，所述第二齿轮与风室上的第一齿轮啮合。

进一步的是，所述风室的入风口设置在风室底部，其中心与第一布风板的中心位于同一轴线，所述入风口处还设置有入风管，所述第一齿轮固定在入风管的外壁上。

进一步的是，所述第一布风板上设置有第一环形气孔带，所述第一环形气孔带的外形与环形载物槽尺寸相对应，所述第一环形气孔带内均匀设置的气孔以正三角形方式排列，所述第二布风板上设置有与第一环形气孔带相对应的第二环形气孔带，所述第一环形气孔带的中心与第二环形气孔带的中心位于同一轴线。

进一步的是，所述第二布风板的第二环形气孔带上表面设置有防漏网，所述防漏网上还设置有凹凸不平的第一阻流层。

进一步的是，所述环形盖板上设置有多个逸散孔，其下表面设置有凹凸不平的第二阻流层。

进一步的是，所述环形载物槽由透明材质的材料构成，其高度范围为270-300mm。

进一步的是，所述摄像装置为至少1台高速摄像机。

进一步的是，所述连接杆包括固定在环形盖板上表面的至少2根向上延伸的伸缩杆以及设置在伸缩杆另一端的横梁，所述扭矩传感器设置在横梁中部。

进一步的是，所述输风管线上设置有转子流量计。