專利名稱：達西滲透試驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于流體力學(xué)物理性質(zhì)測試試驗儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種達西滲透試驗儀。
背景技術(shù)：
達西滲透實驗是流體力學(xué)(水力學(xué))教學(xué)中必須的實驗之一。達西滲透實驗儀是進行滲流實驗的專門儀器，目前市場上的滲流實驗儀均不是自循環(huán)系統(tǒng)。對于實驗教學(xué)使用的達西滲透實驗儀，各高校和科研單位都是根據(jù)自已的需求自行研制，西安理工大學(xué)曾為中國礦業(yè)大學(xué)、長安大學(xué)研制過達西滲透實驗儀，但也不是自循環(huán)系統(tǒng)，且需要修建專門 的回水系統(tǒng)，費時、費力，增大了投資。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種達西滲透試驗儀，在試驗過程中水流為自循環(huán)系統(tǒng)，不需要設(shè)置回水系統(tǒng)。本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種達西滲透試驗儀，其特征在于，包括沿豎直向?qū)к壣舷逻\動的穩(wěn)水盒，導(dǎo)軌的下方設(shè)置有供水箱，穩(wěn)水盒的底部依次連接有溢流管、上水管和進水管，溢流管和上水管的另一端與供水箱相連接，上水管上安裝上水調(diào)節(jié)閥門，供水箱內(nèi)安裝有水泵，水泵與上水管相連接，穩(wěn)水盒頂部開通，穩(wěn)水盒內(nèi)且位于上水管和溢流管之間安裝有溢流隔板，溢流隔板為豎直向且頂部與穩(wěn)水盒的內(nèi)壁頂部距離一定高度；還包括豎直設(shè)置的盛沙圓筒，進水管的另一端連接在盛沙圓筒的底部，進水管上安裝有進水閥門，盛沙圓筒內(nèi)設(shè)置有相配合的濾板，盛沙圓筒內(nèi)位于濾板的上方用于盛裝沙樣，盛沙圓筒的頂部安裝有擋水帽，擋水帽上向外設(shè)置有溢流管，溢流管與盛沙圓筒相通，溢流管的下方設(shè)置有量杯，溢流管上位于濾板和擋水帽之間連接有兩個測壓管，兩個測壓管高度不同，且兩個測壓管的另一端豎直向上開通設(shè)置。導(dǎo)軌、穩(wěn)水盒、上水管、溢流管和兩個測壓管均固定安裝在測壓排上，測壓排和盛沙圓筒安裝在試驗臺上，供水箱安裝在試驗臺的下方，試驗臺的下方均勻設(shè)置有多個支撐。試驗臺上設(shè)置有用于封閉供水箱的活動蓋板，活動蓋板通過多個蓋板螺栓可拆卸安裝在供水箱的上方。本實用新型達西滲透試驗儀的有益效果是解決了現(xiàn)有儀器需修建專門回水系統(tǒng)的問題，且在試驗過程中水流為自循環(huán)系統(tǒng)，不需要設(shè)置回水系統(tǒng)。裝置體積小、結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，精度高，操作方便，廣泛適用于測量沙樣的水頭損失和滲透流量、計算水力坡降和滲透系數(shù)等。

圖I是本實用新型達西滲透試驗儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I的俯視圖；[0011]其中，I.供水箱，2.水泵，3.上水管，4.支撐，5.活動蓋板，6.蓋板螺栓，7.上水調(diào)節(jié)閥門，8.溢流管，9.測壓排，10.穩(wěn)水盒，11.導(dǎo)軌，12.溢流隔板，13.進水管，14.進水閥門，15.盛沙圓筒，16.測壓管，17.過濾板，18.擋水帽，19.溢水管，20.量杯，21.實驗臺。
具體實施方式
如圖I和圖2所示，本實用新型達西滲透試驗儀，包括沿豎直向?qū)к?1上下運動的穩(wěn)水盒10，導(dǎo)軌11的下方設(shè)置有供水箱1，穩(wěn)水盒10的底部依次連接有溢流管8、上水管3和進水管13。溢流管8和上水管3的另一端與供水箱I相連接，上水管3上安裝上水調(diào)節(jié)閥門7，供水箱I內(nèi)安裝有水泵2，水泵2與上水管3相連接。穩(wěn)水盒10頂部開通，穩(wěn)水盒10內(nèi)且位于上水管3和溢流管8之間安裝有溢流隔板12，溢流隔板12為豎直向且頂部與穩(wěn)水盒10的內(nèi)壁頂部距離一定高度，因此能保證穩(wěn)水盒10中的水頭為恒定水頭。還包括豎直設(shè)置的盛沙圓筒15，進水管13的另一端連接在盛沙圓筒15的底部，進水管13上安裝有進水閥門14。盛沙圓筒15內(nèi)設(shè)置有相配合的濾板17，盛沙圓筒15內(nèi)位于濾板17的上方用于盛裝沙樣。濾板17用于防止細顆粒的沙粒漏出。沙圓筒15的頂部安裝有擋水帽18，擋水帽18上向外設(shè)置有溢流管19，溢流管19與盛沙圓筒15相通，擋水帽18用于使從 盛沙圓筒15溢流出來的水流不要四散流出，而是通過溢流管19流出。溢流管19的下方設(shè)置有量杯20，量杯20用于測量某段時間的水量，水量除以時間即為流量。溢流管19上位于濾板17和擋水帽18之間連接有兩個測壓管16，兩個測壓管16間隔一定高度設(shè)置，且兩個測壓管16的另一端豎直向上開通設(shè)置。導(dǎo)軌11、穩(wěn)水盒10、上水管3、溢流管8和兩個測壓管16均固定安裝在測壓排9上，測壓排9和盛沙圓筒15安裝在試驗臺21上，供水箱I安裝在試驗臺21的下方，試驗臺21的下方均勻設(shè)置有多個支撐4。試驗臺21上設(shè)置有用于封閉供水箱I的活動蓋板5，活動蓋板5通過多個蓋板螺栓6可拆卸安裝在供水箱I的上方，能從活動蓋板5處對水泵2進行更換或維修。本實用新型的達西滲透實驗儀的工作原理是液體在空隙介質(zhì)中流動時，由于液體具有粘性，在液體流動中會引起水頭損失。k為反映孔隙介質(zhì)透水性能的一個綜合系數(shù)，即滲透系數(shù)。滲透速度V與水力坡度J成線性關(guān)系，所以達西定律又稱為線性滲流定律。滲透系數(shù)k是反映土壤透水性的一個綜合指標(biāo)，其大小主要取決于土壤顆粒的形狀、大小、均勻程度以及地質(zhì)構(gòu)造等孔隙介質(zhì)的特性，同時也和流體的物性如粘滯性和重度等有關(guān)。因此k值將隨孔隙介質(zhì)的不同而不同；對于同一介質(zhì)，也因流體的不同而有差別；即使同一流體，當(dāng)溫度變化時重量和粘滯系數(shù)也有所變化，因而k值也有所變化。達西滲透實驗的目的就是確定滲透系數(shù)k。本實用新型裝置的操作步驟是步驟I、在盛沙圓筒15中裝上篩分好的沙樣。步驟2、記錄已知數(shù)據(jù)，如盛沙圓筒15的直徑D、兩根測壓管之間的距離L、沙樣的粒徑d等。步驟3、將穩(wěn)水盒10放在適當(dāng)高度，打開水泵2和上水調(diào)節(jié)閥門7，使穩(wěn)水盒10盛滿水，并保持溢流狀態(tài)。[0021]步驟4、緩慢打開通往盛沙圓筒15的進水閥門14，使水流通過盛沙圓筒15，并保持盛沙圓筒15上部的擋水帽18中有一定的水深，多余的水從溢流管19溢出，待水流穩(wěn)定后測量兩個測壓管16的壓差，用量杯20測量溢水管的流量。步驟5、調(diào)節(jié)通往盛沙圓桶15的進水閥門14，改變流量，重復(fù)以上實驗步驟。步驟6、實驗結(jié)束后將儀器恢復(fù)原狀。步驟7、對測量數(shù)據(jù)進行分析計算。
權(quán)利要求1.一種達西滲透試驗儀，其特征在于，包括沿豎直向?qū)к?11)上下運動的穩(wěn)水盒(10)，所述導(dǎo)軌(11)的下方設(shè)置有供水箱(I)，所述穩(wěn)水盒(10)的底部依次連接有溢流管(8)、上水管(3)和進水管(13)，所述溢流管(8)和上水管(3)的另一端與供水箱(I)相連接，所述上水管(3)上安裝上水調(diào)節(jié)閥門(7)，所述供水箱(I)內(nèi)安裝有水泵(2)，所述水泵(2)與上水管(3)相連接，所述穩(wěn)水盒(10)頂部開通，所述穩(wěn)水盒(10)內(nèi)且位于上水管(3)和溢流管(8)之間安裝有溢流隔板(12)，所述溢流隔板(12)為豎直向且頂部與穩(wěn)水盒(10)的內(nèi)壁頂部距離一定高度； 還包括豎直設(shè)置的盛沙圓筒(15)，所述進水管(13)的另一端連接在盛沙圓筒(15)的 底部，所述進水管(13)上安裝有進水閥門(14)，所述盛沙圓筒(15)內(nèi)設(shè)置有相配合的濾板(17)，所述盛沙圓筒(15)內(nèi)位于濾板(17)的上方用于盛裝沙樣，所述盛沙圓筒(15)的頂部安裝有擋水帽(18)，所述擋水帽(18)上向外設(shè)置有溢流管(19)，所述溢流管(19)與盛沙圓筒(15)相通，所述溢流管(19)的下方設(shè)置有量杯(20)，所述溢流管(19)上位于所述濾板(17)和擋水帽(18)之間連接有兩個測壓管(16)，所述兩個測壓管(16)高度不同，且所述兩個測壓管(16)的另一端豎直向上開通設(shè)置。
2.按照權(quán)利要求I所述的達西滲透試驗儀，其特征在于，所述導(dǎo)軌(11)、穩(wěn)水盒(10)、上水管(3)、溢流管(8)和兩個測壓管(16)均固定安裝在測壓排(9)上，所述測壓排(9)和盛沙圓筒(15)安裝在試驗臺(21)上，所述供水箱(I)安裝在試驗臺(21)的下方，所述試驗臺(21)的下方均勻設(shè)置有多個支撐(4)。
3.按照權(quán)利要求I所述的達西滲透試驗儀，其特征在于，所述試驗臺(21)上設(shè)置有用于封閉供水箱(I)的活動蓋板(5)，所述活動蓋板(5)通過多個蓋板螺栓(6)可拆卸安裝在供水箱(I)的上方。
專利摘要本實用新型公開了一種達西滲透試驗儀，包括沿豎直向?qū)к壣舷逻\動的穩(wěn)水盒，導(dǎo)軌的下方設(shè)置有供水箱，穩(wěn)水盒的底部依次連接有溢流管、上水管和進水管，溢流管和上水管與供水箱相連接，供水箱內(nèi)安裝有水泵，水泵與上水管相連接，穩(wěn)水盒內(nèi)且位于上水管和溢流管之間安裝有溢流隔板；還包括盛沙圓筒，進水管的另一端連接在盛沙圓筒的底部，盛沙圓筒內(nèi)設(shè)置有濾板，盛沙圓筒的頂部安裝有擋水帽，擋水帽上向外設(shè)置有溢流管，溢流管與盛沙圓筒相通，溢流管的下方設(shè)置有量杯，溢流管上連接有兩個高度不同的測壓管，兩個測壓管的另一端豎直向上開通設(shè)置。本實用新型在試驗過程中水流為自循環(huán)系統(tǒng)，不需要設(shè)置回水系統(tǒng)。
文檔編號G01N15/08GK202583039SQ201220125389
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者張志昌, 劉亞菲 申請人:西安理工大學(xué)