[实用新型]一种用于冲刷实验的脉冲式淹没冲击射流实验装置

说明书

本实用新型公开了一种用于冲刷实验的脉冲式淹没冲击射流实验装置，圆形铜管与角度盘可拆卸式固定，沙床放于两块挡板中间；蓄水池内的水依次穿过磁力泵、流量计、闸阀、脉冲发生器、联接软管、圆形铜管，并从圆形铜管射出，冲击到沙床上；第一相机、激光红外线测距仪安装于水槽上方，第一相机用于拍摄沙坑及沙丘的平面轮廓，激光红外线测距仪用于沙坑及沙丘在竖直方向的距离测量；第二相机放置于水槽侧面，用于拍摄射流从圆形铜管中射出冲击到沙床上的整个冲刷过程中沙丘的形成及运动过程。本实用新型结构简单、设计合理，能够全面地研究雷诺数、冲击角度、冲击距离及脉冲周期对脉冲式淹没冲击射流冲刷性能的影响规律。

技术领域

本实用新型涉及一种用于冲刷实验的脉冲式淹没冲击射流实验装置，主要用于测量脉冲式淹没冲击射流的冲刷性能。

背景技术

冲击射流的冲刷问题涉及到了广泛的工程应用背景。在水利水电泄水工程中，高水头拱坝的孔口水流跌入水垫塘、泄洪洞或溢洪道等泄水建筑物的出口挑出的空中水舌冲击下游河道就是典型的冲击射流现象，拥有巨大能量的高速水流直接坠入下游河床，如果不对河床加以保护，势必造成比较严重的冲刷破坏。此外，在航道疏浚工程中的边抛排泥、射流冲沙，工业油罐灌底的油泥清淤均是典型的冲击射流冲刷问题。

由于冲击射流的冲刷问题，因而备受人们关注。目前，传统的冲击射流冲刷实验台具有以下特点：按照冲击角度（射流轴线与冲击壁面的夹角）的不同，冲击射流可以分为竖直冲击射流与斜向冲击射流，由于竖直冲击射流的实验装置及流动相对简单，大部分冲击射流冲刷实验台针对于竖直冲击射流；少部分斜向冲击射流冲刷实验台，其冲击角度固定不变，无法进行不同冲击角度的冲击射流冲刷实验；过去冲击射流冲刷实验仅测量冲刷坑的深度，没有冲刷坑的形状与面积等重要参数。秦燕的硕士论文“基于冲击压强的挑流冲坑预测方法研究”（2007）、宋哲的硕士论文“自激吸气式脉冲液气射流冲蚀效果研究（2014）所进行的淹没式冲击射流冲刷实验具备上述2，3特点。

经检索，目前还没有关于脉冲式淹没冲击射流冲刷实验的专利。

实用新型内容

为了研究脉冲式淹没冲击射流的冲刷性能，本实用新型提供了一种用于冲刷实验的脉冲式淹没冲击射流实验装置，该实用新型可以全面地研究雷诺数、冲击角度、冲击距离及脉冲周期对脉冲式淹没冲击射流冲刷性能的影响规律。

本实用新型的目的是这样实现的，一种用于冲刷实验的脉冲式淹没冲击射流实验装置，其特征是：包括角度盘、圆形铜管、沙床、蓄水池、磁力泵、流量计、闸阀、脉冲发生器、水槽、联接软管、挡板、第一相机、激光红外线测距仪、第二相机；

所述角度盘固定于支撑架上；所述圆形铜管与角度盘可拆卸式固定，且圆形铜管在角度盘上角度可调节；

所述水槽底部间隔放有两块挡板，沙床放于两块挡板中间；

蓄水池依次经磁力泵、流量计、闸阀、脉冲发生器、联接软管与圆形铜管贯通连接，圆形铜管一端与联接软管贯通，另一端置于水槽内的沙床上方；蓄水池内的水依次穿过磁力泵、流量计、闸阀、脉冲发生器、联接软管、圆形铜管，并从圆形铜管射出，冲击到沙床上；

射流从圆形铜管中射出，冲击到沙床上，形成一个近似于椭圆形的沙坑，而沙坑中的沙子被冲刷至下游形成沙丘；

所述第一相机、激光红外线测距仪安装于水槽上方，第一相机用于拍摄沙坑及沙丘的平面轮廓，激光红外线测距仪用于沙坑及沙丘在竖直方向的距离测量，即用于测量沙坑的深度以及沙丘的高度；所述第二相机放置于水槽侧面，用于拍摄射流从圆形铜管中射出冲击到沙床上的整个冲刷过程中沙丘的形成及运动过程。

所述沙床为天然沙形成的。

所述水槽为钢化玻璃水槽，水槽为方形。

所述水槽设置于蓄水池的上方，水槽的侧壁上部设有溢水口，溢水口上设有下闸门，溢水口位于蓄水池的上方。