路器15，变频调速器14外接控制装置，对电动机转速进行调整，减速机11的输出轴连接于所述环形支架10，所述减速机11的输出轴上设置有动态测量仪16，动态测量仪16外接数据采集装置，通过动态测量仪16上的显示屏读取试验过程中输出轴的转速，进而得到环形盖板9的实际转速。
[0025]进一步地，在所述框架I外架设有高速数字摄像机17，摄像机17外接数据采集装置，试验过程中流体8和松散颗粒7的运动状态及侵蚀状态进行记录。
[0026]所述控制装置和所述数据采集装置可集成到电脑18中。
[0027]采用上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，具体步骤如下:
[0028]步骤一:将装置放置于试验场地，并调整支撑板2、电动机12及减速机11至水平位置，检查并调整减速机11、环形盖板9及两个环形圆筒的轴心对中，确保试验的准确性；
[0029]步骤二:向两环形圆筒之间形成的空腔6中填充一定深度的松散颗粒7，通过第一环形圆筒4外壁上的刻度读取松散颗粒7的高度H1，然后向空腔6中填充流体8，流体8没过松散颗粒7—定高度，并记录流体高出颗粒表面高度h，根据图2所示；
[0030]步骤三:开启电动机，并通过减速机11和变频调速器14来调整减速机11输出轴的转速，直至环形盖板9转动，带动测试流体8转动，进而带动松散颗粒7在圆筒内运动，还可以在所述电动机12外接电流计13和变频调速器14及断路器15，将变频调速器14可外接外控制装置，通过变频调速器14来控制电动机的输出功率，通过电流计13读取试验过程中电流值，通过断路器15保证试验安全运行，在达到危险条件时切断电路，对装置进行保护，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7在空腔6内被运动流体8带动形成稳定的运动，其运动形式包含推移质运动和悬移质运动两种形式，其中，沿松散颗粒下部滚动、移动、跳跃等方式运动的松散颗粒形成所述推移质运动层，推移质中松散颗粒运动较慢，沿松散颗粒上部随流体运动的松散颗粒形成所述悬移质运动层，悬移质中松散颗粒运动较快，并可通过第一环形圆筒4外壁上的刻度读取到推移质运动层上表面所在的高度H4,通过第一环形圆筒4外壁上的刻度读取空腔6内没有被运动流体带动的松散颗粒7的高度H2,根据图3所示；
[0031 ]步骤四:用步骤二中松散颗粒7的高度出减去步骤三中读取的没有被运动流体8带动的松散颗粒7的高度H2，计算得到测试流体对松散颗粒的总侵蚀影响深度H3 = (H1-H2)，此时也可得到推移质侵蚀影响深度为(H4-H2)，悬移质侵蚀影响深度为(Hi_H4)。
[0032]进一步地，在所述减速机11的输出轴上安装动态测量仪16，并将动态测量仪16外接数据采集装置，通过动态测量仪16上的显示屏准确读取到试验过程中减速机11输出轴的转速，进而得到环形盖板9的转速。
[0033]进一步地，在所述框架I外架设高速数字摄像机17，并将摄像机17外接数据采集装置，对试验过程中流体8和松散颗粒7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是否流体对松散颗粒体的剪切侵蚀达到动态稳定，同时还可以根据照片对步骤三中读取的推移质运动层上表面所在的高度H4，空腔6内没有被运动流体8带动的松散颗粒7的高度H2进行校核。
[0034]最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
【主权项】
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出，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Hs，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。
【专利摘要】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，所述装置包括框架，框架上固接有支撑板和横梁，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，第一环形圆筒套装在第二环形圆筒外侧，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，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环形支架。可以在试验的环形结构试验区实现流体及松散颗粒体厚度的设置，通过电动机及变频调速器控制流体的运动速度，实现对运动流体流深及速度进行有效的控制。
【IPC分类】G01N3/24, G01N17/00
【公开号】CN105547862
【申请号】CN201510925735
【发明人】樊赟赟, 吴凤元, 梁力, 李明
【申请人】东北大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月11日