[发明专利]一种单裂隙中的剪切-两相流实验盒、系统和方法

权利要求书

1.一种单裂隙中的剪切-两相流实验盒，其特征在于，包括：

底座，其具有用以承托试件的矩形凸台：

两个对置的用以固定在底座上的第一侧壁，其中的一个所述第一侧壁上设有注气孔和注水孔，另一个所述第一侧壁上设有用以气水流出的气水排出孔；所述第一侧壁包括第一主体部分，在所述第一主体部分的两侧设有向外延伸的侧向翼缘，在所述主体部分的底部设有向外延伸的第一底部翼缘，所述第一侧壁的至少一个为可移动侧壁，所述可移动侧壁通过所述第一底部翼缘以可朝第一方向移动的方式固定在所述底座上；

两个对置的第二侧壁，其包括用以设于所述第一侧壁的两侧外方的第二主体部分，在所述第二主体部分的底部设有向外延伸的第二底部翼缘，所述第二侧壁通过所述第二底部翼缘以可朝第二方向移动的方式固定在所述底座上；

顶板，其与所述底座、所述第一侧壁和第二侧壁共同构成用以容纳试件的空间；

夹持调节件，其穿过所述第二侧壁作用在所述第一侧壁的翼缘上，以调解所述第二侧壁对所述第一侧壁的夹持程度；

辅助固定件，其与所述底座固定连接，其端面与所述第一侧壁平行；

移动调节件，包括用以与所述第一侧壁的侧向翼缘固定连接的第一端部，和用以与所述辅助固定件的所述端面连接的第二端部，通过调解所述第二端部与所述辅助固定件的相对位置，实现对所述可移动侧壁沿所述第一方向的调节。

2.根据权利要求1所述的一种单裂隙中的剪切-两相流实验盒，其特征在于：所述可移动侧壁的第一底部翼缘通过第一螺栓与所述底座可拆卸的连接，所述第一底部翼缘上用以穿过所述第一螺栓的过孔沿所述第一方向的尺寸大于所述第一螺栓螺杆的直径。

3.根据权利要求1或2所述的一种单裂隙中的剪切-两相流实验盒，其特征在于：所述第二侧壁的第二底部翼缘通过第二螺栓与所述底座可拆卸的连接，所述第二底部翼缘上用以穿过所述第二螺栓的过孔沿所述第二方向的尺寸大于所述第二螺栓螺杆的直径。

4.根据权利要求1所述的一种单裂隙中的剪切-两相流实验盒，其特征在于：所述夹持调节件包括穿过所述第二侧壁与所述侧向翼缘的连接部、和设于所述第二侧壁外侧的限位部，所述连接部通过位于所述侧向翼缘内侧的螺纹配合来实现对所述夹持程度的调节。

5.根据权利要求4所述的一种单裂隙中的剪切-两相流实验盒，其特征在于：所述夹持调节件的限位部沿所述第二方向向外延伸，并设有沿所述第一方向贯通的调节件过孔，所述辅助固定件的所述端面和所述调节件过孔之间通过一连接杆固定连接，所述夹持调节件以可沿所述第一方向移动的方式穿过所述第二侧壁，所述夹持调节件和所述连接杆共同构成所述移动调节件。

6.根据权利要求1所述的一种单裂隙中的剪切-两相流实验盒，其特征在于：所述辅助固定件为一L型持力板，所述持力板的第一板面与所述底座固定连接，所述持力板的第二板面为所述端面，所述第二板面上设有所述移动调节件的所述第二端穿过的过孔。

7.根据权利要求1所述的一种单裂隙中的剪切-两相流实验盒，其特征在于：所述第一侧壁包括一个所述可移动侧壁，和一固定侧壁，所述固定侧壁的下部设有向内凸出的台阶部，在所述台阶部的顶端面设有气水注入孔，在所述可移动侧壁上设有用以气水流出通道的气水排出孔。

8.根据权利要求1所述的一种单裂隙中的剪切-两相流实验盒，其特征在于：所述底座、所述第一侧壁和所述第二侧壁的内侧设有可拆卸的密封层。

9.一种单裂隙中的剪切-两相流实验系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一所述的实验盒；

供水系统，用以实现对所述实验盒的供水控制，其具有与所述注水孔连通的注水管道；

供气系统，用以实现对所述实验盒的供气控制，其具有与所述注气孔连通的注气管道；

测量系统，用以实现对实验中相关物理参数的测量。

10.根据权利要求9所述的单裂隙中的剪切-两相流实验系统，其特征在于：所述供气系统包括高压气瓶、减压阀和质量流量控制器，所述质量流量控制器的一端连接所述减压阀，另一端与所述注气孔连接；

所述供水系统包括蠕动泵、脉冲阻尼器，所述脉冲阻尼器的一端连接所述蠕动泵，另一端与所述注水孔连接；

所述测量系统包括压力传感器、高速摄像机和电子天平，所述高速摄像机置于所述实验盒的正上方，用以记录流型的演化，所述压力传感器分别设于所述注水孔、所述注气孔和所述气水排出孔处，所述压力传感器获取的数据实时传输到数据记录仪中进行保存；所述电子天平实时采集水的流量，并将数据实时传输到电脑中进行保存。