一种用于风洞实验的蠕移集沙仪的制作方法

本发明属于风洞实验技术领域，涉及一种用于风洞实验的蠕移集沙仪。

背景技术：

在风蚀现象中，不同粒径的颗粒存在不同的运动形式，基于野外观测和风洞实验研究，拜格诺将风沙运动形式归为三大类，分别为蠕移、跃移和悬移。对于蠕移运动，即粒径大于1000微米的沙粒在风力以及其他跃移颗粒的作用下在沙面上发生滑动或者滚动；对于跃移运动，即沙粒在风场的作用下在地表发生跳跃运动，是沙粒运动的主要形式，一直被认为对土壤地表风蚀起着重要作用；对于悬移运动，主要是粉尘颗粒在湍流等作用下释放到大气中，然后由于其自身重力小于或等于风力而能够保持一定时间悬浮于空气中，其中粒径小于20微米的颗粒能够进行长时间的悬移运动，而粒径介于20微米和70微米之间的颗粒仅能够持续短时间的悬移运动。

对于风沙运动的三种形式，拜格诺通过风洞实验发现蠕移颗粒约占总沙量的25%。吴正和凌玉泉的野外实验得到的结果与拜格诺的保持一致。sharp根据野外实验观测到随着粗颗粒沙粒比例的增加，蠕移运动就变得越来越重要，但是由于蠕移运动肉眼观测误差较大，高速摄影拍摄又存在图像处理等难题，因此对蠕移的研究相对较少。

技术实现要素：

为解决现有技术和实际情况中存在的上述问题，本发明提供了一种用于风洞实验的蠕移集沙仪，包括斜板、进沙颈、有机玻璃挡板、集沙容器、导沙板和进沙颈盖板，斜板连接在进沙颈迎风端，连接端与进沙颈上面平齐，另一端放在风洞底板上；所述进沙颈为薄壁竖直筒状结构，中间设有进沙通道，所述进沙通道的截面为长方形；所述进沙颈盖板盖在所述进沙颈上面，两端设有支脚，支脚上面设有顶板，支脚位于所述进沙颈薄壁上，所述顶板下部空隙为细长进沙入口；所述集沙容器为薄壁空心结构，迎风端上面设有与进沙颈进沙通道相适应的开口，一侧面开口，设有滑槽，有机玻璃挡板可以在滑槽中移动；所述集沙容器上表面中间开有缝隙，缝隙中配有300-500目的细网；所述集沙容器内设有导沙板，所述导沙板迎风端中部高，承三面斜坡形设立。

优选地，所述斜板与进沙颈上面通过铰链相连。

优选地，所述进沙颈的高度可调整。

优选地，所述斜板长10cm、宽5cm、厚度约1mm，所述集沙容器长40cm、宽20cm、高3cm。

优选地，所述导沙板底面长34cm、宽14.5cm，高1.5cm。

优选地，所述进沙颈盖板长10cm，宽8mm。

优选地，所述进沙颈盖板进沙入口高度为3mm、4mm和5mm三种。

优选地，所述集沙容器上表面缝隙的宽度为1cm，所述缝隙中配有400目的细网。

本发明用于风洞实验的蠕移集沙仪，该蠕移集沙仪可以高效收集蠕移颗粒，减少实验误差。

附图说明

图1是本发明实施例的用于风洞实验的蠕移集沙仪的结构示意图。

图2是本发明实施例的用于风洞实验的蠕移集沙仪的蠕移集沙仪用于风洞实验室的原理图。

图3是本发明实施例的用于风洞实验的蠕移集沙仪的导沙板设于集沙容器的俯视图。

图4是本发明实施例的用于风洞实验的蠕移集沙仪的导沙板设于集沙容器的立体图。

图5是本发明实施例的用于风洞实验的蠕移集沙仪的进沙颈盖板的正视图。

图6是本发明实施例的用于风洞实验的蠕移集沙仪的进沙颈的结构示意图。

图7是本发明实施例的用于风洞实验的蠕移集沙仪的斜板、进沙颈、进沙颈盖板相互连接的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细介绍本发明技术方案。

如图1-7所示，本实施例公开了一种用于风洞实验的蠕移集沙仪，包括斜板1、进沙颈2、有机玻璃挡板3、集沙容器4、导沙板5、进沙颈盖板6。斜板1连接在进沙颈2迎风端，连接端与进沙颈上面平齐，另一端放在风洞底板上；所述进沙颈2为薄壁竖直筒状结构，中间设有竖直的进沙通道，所述进沙通道的截面为长方形；所述进沙颈盖板6盖在所述进沙颈2上面，两端设有支脚61，支脚61上面设有顶板62，支脚61位于所述进沙颈薄壁上，所述顶板62下部空隙为细长进沙入口7；所述集沙容器4为薄壁空心结构，迎风端上面设有与进沙颈进沙通道相适应的开口，一侧面开口，设有滑槽，有机玻璃挡板3可以在滑槽中移动；所述集沙容器4上表面中间开有缝隙，缝隙中配有300-500目的细网；所述集沙容器4内设有导沙板5，所述导沙板5迎风端中部高，承三面斜坡形设立。

所述斜板1与进沙颈2上面通过铰链相连。

所述进沙颈2的高度可伸缩调整。

所述斜板长10cm、宽5cm、厚度约1mm，所述集沙容器长40cm、宽20cm、高3cm。

所述导沙板底面长34cm、宽14.5cm，高1.5cm。

所述进沙颈盖板长10cm，宽8mm。

所述进沙颈盖板进沙入口7高度为3mm、4mm和5mm三种。

所述集沙容器4上表面缝隙的宽度为1cm，所述缝隙中配有400目的细网。

图2是本发明实施例的用于风洞实验的蠕移集沙仪的蠕移集沙仪用于风洞实验室的原理图，将蠕移集沙仪放置风洞内部，如图所示左边放置底板，并将斜板的一端放在底板上，在底板铺有沙子，铺沙高度与进沙颈高度平齐。实验时通过调节风速，使颗粒发生蠕移运动。

进行风洞实验，随着实验时间的推进，风洞底板上的沙面会逐渐变薄，蠕移沙粒会在进沙颈前端堆积而无法进入进沙颈，增加斜板的目的在于蠕移沙粒可以通过斜板顺利进入进沙口，达到顺利收集蠕移颗粒的目的。斜板连接在进沙颈迎风端，斜板另一端可沿合页方向旋转一定角度。

采用的进沙颈具有伸缩性，可以根据用户所需调整进沙颈的高度，目的在于方便将进沙口与风洞地板上沙床调至同一高度。进沙颈与集沙容器上表面采用分离式结构，目的在于方便更换进沙颈和维护。

集沙容器一端开口，并有滑槽，有机玻璃挡板可以在滑槽中移动。这里之所以使用有机玻璃挡板，其目的在于：1.有机玻璃是透明材质，在进行实验时，方便观察集沙容器内部集沙情况；2.实验完成后，只需将有机玻璃挡板拔出，便可将集沙容器中的收集的沙粒倒出。

集沙容器一端开口，并有滑槽，方便与有机玻璃挡板配合使用，另一端封闭。在集沙容器上表面中间开有1cm宽的缝隙，缝隙中配有400目的细网，目的在于实验中，将进入集沙容器中的气流排出。

导沙板放置在集沙容器中，目的在于将进入集沙容器中的沙粒向三边分散疏导，扩大收集效率，防止局部堆积。

设置3种不同高度的进沙口盖板，分别是3mm、4mm和5mm，进沙口盖板的目的在于防止跃移颗粒落入进沙口。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于风洞实验的蠕移集沙仪，包括斜板、进沙颈、有机玻璃挡板、集沙容器、导沙板和进沙颈盖板，斜板连接在进沙颈迎风端，连接端与进沙颈上面平齐，另一端放在风洞底板上；所述进沙颈中间设有进沙通道，所述进沙颈盖板盖在所述进沙颈上面，所述集沙容器一侧面开口，设有滑槽，有机玻璃挡板可以在滑槽中移动；所述集沙容器上表面中间开有缝隙，缝隙中配有300‑500目的细网；所述集沙容器内设有导沙板。本发明用于风洞实验的蠕移集沙仪，该蠕移集沙仪可以高效收集蠕移颗粒，减少实验误差。

技术研发人员：张洁;马磊;黄宁;朱升贺;滕震礁
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：2017.03.07
技术公布日：2017.08.15