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Armfield-S8MKII沉淀流動演示儀

Armfield S8MKII沉淀流動演示儀，沉積物輸送演示通道能夠演示隨著流量和/或坡度增加而出現(xiàn)在移動床中的各種床型。該通道可用于執(zhí)行通常在更大的實(shí)驗(yàn)室水槽中進(jìn)行的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)和演示，但成本要低得多，并且不需要技術(shù)人員的支持。該設(shè)備是便攜式的，因此可以在教室和實(shí)驗(yàn)室中使用。這個示范水槽可以在任何關(guān)于明渠流動和泥沙輸送力學(xué)的課程中發(fā)揮有用的作用，包括土木工程、地質(zhì)和自然地理系的課程。該裝置由安裝在框架上的可傾斜通道、排放罐和循環(huán)泵組成。為了開始演示，沙子沿著河床均勻地放置在入口水箱和溢流堰之間。水以三種可選擇的流速之一在系統(tǒng)周圍循環(huán)。通道坡度通過精密的螺旋千斤頂進(jìn)行調(diào)整，該千斤頂上附有一個精確的坡度指示器。通道兩側(cè)是透明的，以便可以觀察到床層剖面的變化，一側(cè)的一部分帶有圖形網(wǎng)格標(biāo)記，以允許對床型動態(tài)進(jìn)行定量評估。提供一個水位計(jì)來測量通道排放堰上方的水頭，以從用戶生成的校準(zhǔn)圖表中推斷出流速。提供了橋墩和下射堰的實(shí)體模型，以演示對人造結(jié)構(gòu)河床的沖刷效果。固定、平滑的床流水槽可以在沒有沉積物的情況下使用，以證明以下流動現(xiàn)象和控制方程：平靜的亞臨界流動 - 逆流向上游的表面波運(yùn)動快速、超臨界流動 - 慣性對重力的支配，流動障礙物產(chǎn)生的“沖擊波” 水躍——從超臨界流過渡到亞臨界流、加氣、混合湍流——流動可視化，例如通過皮下注射器（未提供）注射染料流量測量 - 使用尖頂堰明渠流動的控制方程 – 雷諾數(shù)、弗勞德數(shù)、連續(xù)性、伯努利方程、堰方程流過移動沙床：與增加的流動強(qiáng)度和泥沙輸移速率相關(guān)的床型序列。表現(xiàn)出以下床型（隨著流量和/或坡度增加）：下層制度：平面床（無運(yùn)動）漣漪漣漪和沙丘沙丘被沖刷的沙丘上層制度：平面床身（帶運(yùn)動）駐波反沙丘打破反沙丘滑槽和水池泥沙輸運(yùn)力學(xué)：從沒有運(yùn)動的平面開始，可以觀察谷物的運(yùn)動，重點(diǎn)是：啟動運(yùn)動初始運(yùn)動軌跡滾動和滑動運(yùn)動（接觸載荷）跳躍運(yùn)動（鹽漬負(fù)荷）沉積特征和相：可以觀察沉積物負(fù)荷的沉積，并可以識別砂體內(nèi)產(chǎn)生的顆粒模式（例如交錯層理、森林層等）。可以討論在地質(zhì)記錄中發(fā)現(xiàn)這些特征時的重要性。局部沖刷：在下部和上部流域床型下都觀察到流中沸騰和渦流下的沖刷。可以引入人工障礙物來代表橋墩、護(hù)岸、窗臺或其他人造結(jié)構(gòu)，并檢查由此產(chǎn)生的沖刷模式。包括兩個這樣的模型。流程結(jié)構(gòu)：可以使用染料注入（不包括染料注入器）檢查流動中的湍流結(jié)構(gòu)。這對于沙丘床型配置特別有趣，并且清楚地展示了背風(fēng)面上的分離。床型滯后：如果水槽中的流量變化很快，床型就沒有足夠的時間來適應(yīng)新的流態(tài)。因此，如果通過增加然后減少流量來模擬洪水過程線，則上升和下降分支上的相同流量將出現(xiàn)不同的深度（階段）。這種效應(yīng)對于沙床河流上的測量站非常重要。它在水槽中很容易清晰地展示出來。計(jì)算工作：除了說明流動和沉積現(xiàn)象外，水槽還可用于以下方面的基本數(shù)據(jù)收集和數(shù)值評估：流阻：曼寧、切齊和達(dá)西各種床型配置的 Weisbach 摩擦系數(shù) 啟動運(yùn)動： Hjulstrom 曲線 – 盾牌圖流過固定的礫石地：水槽不能輸送礫石，但可用于研究礫石和圩田河床的流動阻力。流阻系數(shù)可以使用方程（例如 Bray、Limerinos、Hey、Lacey、Thompson & Campbell 和 Bathurst 的方程）計(jì)算，并將結(jié)果與通過觀察獲得的實(shí)際值進(jìn)行比較。建議用戶從當(dāng)?shù)貋碓传@取實(shí)際的礫石材料（礫石并非由 Armfield 提供）。

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