[发明专利]一种测定运动流体对松散颗粒侵蚀影响深度的装置及方法

权利要求书

1.一种测定运动流体对松散颗粒侵蚀影响深度的装置，其特征在于：包括框架，框架 上固接有支撑板和横梁，所述横梁位于支撑板的上方，支撑板上固接有第一环形圆筒和第二 环形圆筒，所述第一环形圆筒套装在第二环形圆筒外侧，所述第一环形圆筒外壁上设置有刻 度，两环形圆筒之间形成空腔，用以填充松散颗粒和流体，且流体高度超过松散颗粒高度， 流体上端覆盖有环形盖板，环形盖板上端面固接有环形支架，所述横梁上架设有减速机和电 动机，减速机与电动机的输出轴连接，由所述电动机带动，减速机的输出轴连接于所述环形 支架。

2.根据权利要求1所述的一种测定运动流体对松散颗粒侵蚀影响深度的装置，其特征 在于：所述电动机还外接有电流计和变频调速器及断路器，变频调速器外接控制装置。

3.根据权利要求1所述的一种测定运动流体对松散颗粒侵蚀影响深度的装置，其特征 在于：所述减速机的输出轴上设置有动态测量仪，动态测量仪外接数据采集装置。

4.根据权利要求1所述的一种测定运动流体对松散颗粒侵蚀影响深度的装置，其特征 在于：所述框架外架设有高速数字摄像机，摄像机外接数据采集装置。

5.采用权利要求1所述的装置测定运动流体对松散颗粒体剪切侵蚀影响深度的方法，其 特征在于：具体步骤如下：

步骤一：将装置放置于试验场地，并调整支撑板、电动机及减速机至水平位置，检查并 调整减速机、环形盖板及两个环形圆筒的轴心对中，确保试验的准确性，电动机外接变频调 速器；

步骤二：向两环形圆筒之间形成的空腔中填充一定深度的松散颗粒，通过第一环形圆筒 外壁上的刻度读取松散颗粒的高度H₁，然后向空腔中填充流体，流体没过松散颗粒一定高度, 并记录流体高出颗粒表面的高度h；

步骤三：开启电动机，并通过变频调速器和减速机共同调整减速机输出轴的转速，直至 环形盖板转动，带动测试流体转动，进而带动松散颗粒在圆筒内运动，当流体对松散颗粒体 的剪切侵蚀达到动态稳定时，一部分松散颗粒被运动流体带动起来随流体一起做悬移质运动， 而还有一部分松散颗粒在底层做推移质运动，形成较为稳定的运动层，通过第一环形圆筒外 壁上的刻度读取空腔内没有被运动流体带动的松散颗粒的高度H₂；

步骤四：用步骤二中松散颗粒的高度H₁减去步骤三中读取的没有被运动流体带动的松散 颗粒的高度H₂，计算得到测试流体对松散颗粒的侵蚀影响深度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：电动机外接电流计和变频调速器及断路 器，将变频调速器外接控制装置，通过变频调速器来控制电动机的输出功率及转速。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在减速机的输出轴上安装动态测量仪， 并将动态测量仪外接数据采集装置，通过动态测量仪上的显示屏读取试验过程中输出轴的实 际转速，进而得到环形盖板的转速。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在框架外架设高速数字摄像机，并将摄 像机外接数据采集装置，对试验过程中流体和松散颗粒的运动状态及侵蚀状态进行记录，通 过对照片的观察来判断流体对松散颗粒体的剪切侵蚀是否达到动态稳定，同时还可以根据照 片对步骤三中读取的空腔内没有被运动流体带动的松散颗粒的高度H₂进行校核。