[发明专利]不同水流速度下充填物变化过程观测装置及方法

权利要求书

1.一种用于不同水流速度下充填物变化情况观测装置，其特征在于，包括试验水管，所述试验水管的其中一段为透明观测装置，其安装在水管中部，可根据试验需求进行多组试验；所述透明观测装置的两侧固定高速摄像机，高速摄像机对整个试验过程充填物运移全过程进行记录；

所述的试验水管的一端为进水口，另一端为出水口，在试验水管的进水口安装有水流速度调节装置，试验水管的侧壁上还安装有流速计，能够实时监测流速变化，并且通过数据连接线将流速信息传输到流速显示器上；在试验水管内设有一段填料区，沿着水流动方向，在填料区的前面设有隔水板，在填料区的后面间隔设有不同粒径的筛网，所述不同粒径的筛网，分别连接到流速传感接收装置上，实时的获取流体经过填充物后流速的变化；在水力冲刷与筛网的过滤作用下，填料区的充填物运移并且自动粒径分级，同时通过流速调节装置调节水流速度来观测不同水流速度下充填物变化情况；

所述的高速摄像机和流速传感接收装置连接到计算机系统，所述的计算机系统对接收的数据进行整理分析，完全再现不同水流速度下充填物变化情况以用于对充填物变化过程的分析。

2.如权利要求1所述的用于不同水流速度下充填物变化情况观测装置，其特征在于，所述水流速度调节装置，利用连接件固定在进水口的后方，实现对水流速度大小的调节。

3.如权利要求1所述的用于不同水流速度下充填物变化情况观测装置，其特征在于，所述的透明观测装置选用高透明度的钢化玻璃制作。

4.利用如权利要求1-3任一所述的用于不同水流速度下充填物变化情况观测装置进行试验的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)组装可拆卸透明观测装置，

在试验水管的填料区填筑一定颗粒级配标准的充填物，安装不同粒径的筛网，由高强度透明钢化玻璃防水密封覆盖填料区，完成透明观测装置安装；

(2)安装流速调节装置，流速计，流速显示器和高速摄像机；

(3)打开进水口，待流体充满透明观测装置的左侧区域，调节流速调节装置，观察流速显示器；待水流速稳定在目标流速值，打开高速摄像机进行实时拍摄，同时打开流速传感接收装置，将获得数据传至计算机系统；

(4)当筛网间的水流速度趋于稳定时，关闭进水口，拆下透明观测装置，分别称取筛网间隔内充填物的质量，记录数据上传计算机系统与步骤(2)数据一起分析；

(5)调节流速调节装置的不同流速，更换不同颗粒级配充填物，重复上述步骤进行试验。