关于水沙实验水槽

superhugo

近期准备设计一个实验水槽，由于空间限制，玻璃水槽不是很大，初步尺寸定为5.8m（L）×0.2m（W）×0.3m（H），拟设计为变坡，0~1%。不知道这个尺寸是否合适，在此之前对国内外各高校与研究机构的水槽进行过调研，不过很多都比我这个要大。准备在该实验水槽中放置一模型墩，研究墩周抛石以及泥沙的起动及失稳。不知道其它的实验设备应该怎么选择？对于含沙水流而言，LDV、ADV以及PIV这三种测速技术哪种更适合我的研究？

superhugo

翻看了一些文献和教材，发现ADV和PIV的应用比较多。但ADV的测量范围有限，虽然有各个方向的探头，同时，对于含沙浓度偏高的情况，其测量结果会受影响；PIV能够得到某时刻整个断面的流速分布情况，并且针对不同的示踪粒子浓度，可以选择不同的PIV模式，如PTV、PIV及LSV，这是它较ADV优越的地方，但是PIV无法测得冲刷坑内部的情况，如果需要了解冲刷坑的发展，还需要借助ADV才行。

[ 本帖最后由 superhugo 于 2010-2-22 08:26 编辑 ]

superhugo

另外，还有一个问题，大家在设计玻璃水槽时，一般选择有机玻璃还是钢化玻璃啊？据说有机玻璃变形比较大？是这样的吗？

zyzyeast

是！尽量别用有机玻璃！PIV在含沙率高的情况下不能用，高一点都不行！但凡光学测量手段都不行！

superhugo

那这个允许的含沙率具体是多少呢？这样说，岂不是ADV和PIV都没法用了

piv

我们参考过文献，另外经过我们自己实际对比测试发现，基本上体积浓度在5%以上，通常情况的流场，PIV就不合适了。
理想情况下最好不要超过1%

superhugo

谢谢楼上各位的经验之谈~~实验的时候还有一个问题，就是在水槽比较短的情况下，考虑边界层的发展，试验段必须放在均匀紊流区段进行观测，这时候就存在一个问题，对于常用的矩形光滑玻璃明槽，水流进入之后，沿水流方向可能会历经层流边界层、转捩区、紊流边界层、充分发展紊流边界层及均匀紊流等流动区域，我如何计算得到均匀紊流开始出现的位置，也就是如何计算进口段的长度？
这里的均匀紊流是指流动要素不再沿程发展变化，而进口段长度的定义则是指形成边界层的起点到明槽均匀紊流为止之间的长度。

[ 本帖最后由 superhugo 于 2010-2-26 07:36 编辑 ]

magicthumb

我发消息给你了，楼主

zg01230

这个也是我关心的问题

superhugo

关于矩形明槽的进口段长度，给大家推荐几篇经典的文章：
[1] 董曾南，丁元. 光滑壁面明渠均匀紊流水力特性. 中国科学，A辑，1989，11：1208~1218.
[2] 王晋军. 粗糙床面明流进口段边界层的发展过程. 科学通报，1991，10：764~766.
[3] 胡春宏，倪晋仁. 矩形明槽中断面紊流流速分布规律的初步研究. 水利水运科学研究，1988，2：27~36.
以上的研究工作都是基于试验手段进行的，有比较好的参考价值。

yy863973

那学长，如果要是应用到观察燃烧的研究时又该用到哪些玻璃呢？如何用呢？