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Armfield-S8MKII沉淀流动演示仪

Armfield S8MKII沉淀流动演示仪，沉积物输送演示通道能够演示随着流量和/或坡度增加而出现在移动床中的各种床型。该通道可用于执行通常在更大的实验室水槽中进行的大多数实验和演示，但成本要低得多，并且不需要技术人员的支持。该设备是便携式的，因此可以在教室和实验室中使用。这个示范水槽可以在任何关于明渠流动和泥沙输送力学的课程中发挥有用的作用，包括土木工程、地质和自然地理系的课程。该装置由安装在框架上的可倾斜通道、排放罐和循环泵组成。为了开始演示，沙子沿着河床均匀地放置在入口水箱和溢流堰之间。水以三种可选择的流速之一在系统周围循环。通道坡度通过精密的螺旋千斤顶进行调整，该千斤顶上附有一个精确的坡度指示器。通道两侧是透明的，以便可以观察到床层剖面的变化，一侧的一部分带有图形网格标记，以允许对床型动态进行定量评估。提供一个水位计来测量通道排放堰上方的水头，以从用户生成的校准图表中推断出流速。提供了桥墩和下射堰的实体模型，以演示对人造结构河床的冲刷效果。固定、平滑的床流水槽可以在没有沉积物的情况下使用，以证明以下流动现象和控制方程：平静的亚临界流动 - 逆流向上游的表面波运动快速、超临界流动 - 惯性对重力的支配，流动障碍物产生的“冲击波” 水跃——从超临界流过渡到亚临界流、加气、混合湍流——流动可视化，例如通过皮下注射器（未提供）注射染料流量测量 - 使用尖顶堰明渠流动的控制方程 – 雷诺数、弗劳德数、连续性、伯努利方程、堰方程流过移动沙床：与增加的流动强度和泥沙输移速率相关的床型序列。表现出以下床型（随着流量和/或坡度增加）：下层制度：平面床（无运动）涟漪涟漪和沙丘沙丘被冲刷的沙丘上层制度：平面床身（带运动）驻波反沙丘打破反沙丘滑槽和水池泥沙输运力学：从没有运动的平面开始，可以观察谷物的运动，重点是：启动运动初始运动轨迹滚动和滑动运动（接触载荷）跳跃运动（盐渍负荷）沉积特征和相：可以观察沉积物负荷的沉积，并可以识别砂体内产生的颗粒模式（例如交错层理、森林层等）。可以讨论在地质记录中发现这些特征时的重要性。局部冲刷：在下部和上部流域床型下都观察到流中沸腾和涡流下的冲刷。可以引入人工障碍物来代表桥墩、护岸、窗台或其他人造结构，并检查由此产生的冲刷模式。包括两个这样的模型。流程结构：可以使用染料注入（不包括染料注入器）检查流动中的湍流结构。这对于沙丘床型配置特别有趣，并且清楚地展示了背风面上的分离。床型滞后：如果水槽中的流量变化很快，床型就没有足够的时间来适应新的流态。因此，如果通过增加然后减少流量来模拟洪水过程线，则上升和下降分支上的相同流量将出现不同的深度（阶段）。这种效应对于沙床河流上的测量站非常重要。它在水槽中很容易清晰地展示出来。计算工作：除了说明流动和沉积现象外，水槽还可用于以下方面的基本数据收集和数值评估：流阻：曼宁、切齐和达西各种床型配置的 Weisbach 摩擦系数启动运动： Hjulstrom 曲线 – 盾牌图流过固定的砾石地：水槽不能输送砾石，但可用于研究砾石和圩田河床的流动阻力。流阻系数可以使用方程（例如 Bray、Limerinos、Hey、Lacey、Thompson & Campbell 和 Bathurst 的方程）计算，并将结果与通过观察获得的实际值进行比较。建议用户从当地来源获取实际的砾石材料（砾石并非由 Armfield 提供）。