[发明专利]一种可实现多层稳定可控分层流体的装置和方法

权利要求书

1.一种可实现多层稳定可控分层流体的装置，其特征在于，包括分层水槽，所述分层水槽分为左右设置的实验水槽和辅助水槽，且实验水槽和辅助水槽之间通过隔板隔开，所述实验水槽分别注入不同浓度的盐水，辅助水槽注入与盐水相同液面高度的液体；所述实验水槽内设有可穿透隔板水平移动的挡板，在注入不同浓度盐水之前，所述挡板从辅助水槽水平移动插入实验水槽内，将不同浓度的盐水分隔开；在盐水注入完成后，所述挡板从实验水槽抽出，不同浓度的盐水之间形成界面清晰的分层流体；

所述辅助水槽内设有用于固定挡板、并带动挡板移动的滑轨，所述隔板上设有安装挡板的缝隙，所述滑轨与挡板一一对应，且安装高度一致。

2.根据权利要求1所述的一种可实现多层稳定可控分层流体的装置，其特征在于，所述滑轨通过电动控制其工作状态和工作速度，所述挡板的运动速度与滑轨的工作速度呈正比。

3.根据权利要求1所述的一种可实现多层稳定可控分层流体的装置，其特征在于，所述实验水槽的侧壁顶部设有注水管，所述注水管的另一端连接盐水箱，通过注水管将盐水箱的盐水通入实验水槽内，在通入不同浓度的盐水时，所述注水管依次连接不同浓度的盐水箱。

4.根据权利要求3所述的一种可实现多层稳定可控分层流体的装置，其特征在于，所述辅助水槽的侧壁顶部设有注液管，所述注液管的另一端连接液体箱，通过注液管将液体箱内的液体通入辅助水槽内。

5.根据权利要求4所述的一种可实现多层稳定可控分层流体的装置，其特征在于，所述注水管和注液管上均设有蠕动泵，并通过蠕动泵分别控制流入实验水槽的盐水和流入辅助水槽的液体的流量及流速；且流入实验水槽的盐水的流量及流速与流入辅助水槽的液体的流量及流速一致。

6.根据权利要求4所述的一种可实现多层稳定可控分层流体的装置，其特征在于，所述注水管和注液管上设有小孔，盐水箱内的盐水从小孔流出，沿隔板或水槽侧壁流下，流入实验水槽内，液体箱内的液体从小孔流出，沿隔板或水槽侧壁流下，流入辅助水槽内。

7.根据权利要求1所述的一种可实现多层稳定可控分层流体的装置，其特征在于，通过改变所述挡板表面的粗糙度或疏水特性，从而控制分层界面厚度。

8.一种可实现多层稳定可控分层流体的方法，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的装置，其工作步骤包括：

S1：往实验水槽以设定的流量和流速注入第一种浓度的盐水；同时往辅助水槽以相同的流量和流速注入液体；

S2：当第一种浓度的盐水达到设定高度时，停止注水和注液，插入第一层挡板；

S3：按照步骤S1和S2的操作，继续注入不同浓度的盐水，每种不同浓度的盐水之间通过挡板隔开；

S4：注水完成后，缓慢将挡板抽出，实验水槽内形成界面清晰的分层流体。

9.根据权利要求8所述的一种可实现多层稳定可控分层流体的方法，其特征在于，所述辅助水槽内设有用于固定挡板、并带动挡板移动的滑轨，所述滑轨通过电动控制工作以及速度，所述挡板在滑轨上运动，并通过滑轨控制运动速度，在往实验水槽注入不同浓度的盐水时，移入实验水槽内，将不同浓度的盐水分隔开；在不同浓度的盐水均注入完成后，移出实验水槽，实验水槽内形成界面清晰的分层流体。