[发明专利]一种风沙环境风洞抽气式风沙流梯度高集沙率装置

说明书

本发明涉及一种风沙环境风洞抽气式风沙流梯度高集沙率装置，其特征是沙尘梯度收集器设置风沙流进沙口，与风沙流进沙口连通的有梯度通道，与梯度通道相连的有收集器安放口，收集器安放口外部露出梯度漏嘴上分别装有抽气连接管，梯度漏嘴向下垂直床面与抽气连接管连接，抽气连接管再与风沙流抽气支管相接，风沙流抽气支管出口套入各自通道的风沙流分离罐上，风沙流分离罐与称量瓶连通，称量瓶底部安放高精度称重传感器，由高精度称重传感器测量称量瓶内的输沙量。本发明所测的输沙量精准、无误，对于揭示风沙流经过流场变化规律，对于研究风速与土壤结构和土壤含水量与土壤风蚀的关系提供数据支撑。

技术领域

本发明属于一种测量装置，具体是指一种风沙环境风洞抽气式风沙流梯度高集沙率装置。

背景技术

风沙环境风洞试验是为模拟野外风沙现象而设计的大型仪器备。在进行风沙现象的模拟实验中，风速在2米/秒～40米/秒的范围内连续变化调速，风速大小由人为控制变速器完成。在科学实验活动中，风速与输沙量的关系、沙通量的测定是研究风沙起跳机制，进行风沙流的研究和工程计算的一个重要物理量。风洞实验基于风沙物理学原理对防沙体系进行观测评价与运用、防风固沙措施提供了科学依据，可是在沙风洞观测风沙运动经过流场的试验研究中，存在这样一个问题，即当气流速度达到某一风速时，需要一段时间，然而当风速达到稳定的拟定值的过程中，风沙环境风洞中的沙床面已发生了变化，沙风洞试验段安置积沙仪已进入跃移的沙粒，造成某一风速下输沙量有误差。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种风沙环境风洞抽气式风沙流梯度高集沙率装置，利用各器件的对接，无沙流失，风速与风洞内气流同步，由高精度称重传感器测量称量瓶内的输沙量，所测的输沙量精准、无误。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种风沙环境风洞抽气式风沙流梯度高集沙率装置，主要是由抽

气泵、称量瓶、高精度称重传感器、风沙流分离罐、梯度漏嘴、风沙环境风洞内、沙床面、梯度通道、沙尘梯度收集器、无纸多通道记录仪、多路传感器供桥电路、试验沙障模型构成。在风沙环境风洞内，收集器安放口将装置固定侧板两边用螺丝螺母拧紧，沙尘梯度收集器置放收集器在安放口的床面底部板上，板上铺设沙床面，铺设好后把要求检测的试验沙障模型在离沙尘梯度收集器风沙流进沙口前方1米处布置。用收集器上的提手将沙尘梯度收集器置放在风沙流进沙口前方1米处，并且沙尘梯度收集器集沙口面对气流风速风向，沙尘梯度收集器内的梯度通道底端，从风洞底板下收集器安放口外部露出梯度漏嘴上分别装有抽气连接管，连有梯度漏嘴。梯度漏嘴向下垂直床面放入沙尘梯度与抽气连接管连接，抽气连接管与风沙流抽气支管相接，用扎带扎紧，风沙流抽气支管出口套入各自通道的风沙流分离罐上，也用扎带扎紧，风沙流分离罐与称量瓶连通，称量瓶底部安放高精度称重传感器，在各自通道的风沙流分离罐部装有沙尘排放嘴，风沙流分离罐与沙尘排放嘴支路上设置排沙阀，气流抽气支管通过各自的支路流量调节阀与抽气主管道连通，抽气主管道出口上安装的抽气泵，485信号供电线通过多路传感器供桥电路向高精度称重传感器供电和传输到无纸多通道记录仪记录储存。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、在风沙环境风洞试验收集风沙流中多数采用置放阶梯式集沙仪，阶梯式集沙仪设梯度通道安装十分不方便，或是在风洞中放置网式集沙仪，细沙尘容易从网的空隙中流出。本发明将沙尘梯度收集器置放在风沙流进沙口前方合适的位置，避免阶梯式集沙仪进沙口产生风沙扰动部分，即沙尘达到进沙口前期由于扰流使得进沙效率降低减少了进沙量（这种现象可以从PAV试验高速摄影失踪粒子可以看到），克服了网式集沙仪细沙流失现象。本发明可以利用抽气泵和试验风速大小通过调节流量阀门大小可以使得进沙口内和前方入口气流速度一致，这样就避免了气流在进口的扰流现象，由此达到百分之99的集沙量。