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专利号: 2020107041898
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种裂隙网络剪切-两相流试验装置,其特征在于:包括模型边界等压注水注气装置(10),所述模型边界等压注水注气装置(10)剖面呈c字型,其开口朝向试验环境;

包括模型边界水气收集装置(20),所述模型边界水气收集装置(20)剖面呈c字型,其开口朝向试验环境,且所述模型边界水气收集装置(20)开口朝向与所述模型边界等压注水注气装置(10)开口朝向相对;

包括玻璃制裂隙网络模型(30),所述玻璃制裂隙网络模型(30)为两半可拆分模型,两半可拆分模型其中一半可拆分模型远离试验环境的一侧安装于所述模型边界等压注水注气装置(10)开口内,另一半可拆分模型远离试验环境的一侧安装于所述模型边界水气收集装置(20)开口内;

包括宽盖板(40)和窄盖板(50),所述窄盖板(50)盖设在两半可拆分模型紧邻处的上下方,所述宽盖板(40)紧贴所述窄盖板(50)且沿所述玻璃制裂隙网络模型(30)宽度方向盖设在两半可拆分模型上下方;

包括水气收集罐(60),所述模型边界水气收集装置(20)外接所述水气收集罐(60);

以所述玻璃制裂隙网络模型(30)长度方向为x轴,宽度方向为y轴建立坐标系,两半可拆分模型均可沿X轴、Y轴方向移动,其中X轴方向的位移需满足大于0。

2.根据权利要求1所述的一种裂隙网络剪切-两相流试验装置,其特征在于:还包括若干注水口(11)、若干注气口(12)、入口底部挡板(13)以及入口顶部挡板(14),若干所述注水口(11)与若干所述注气口(12)交错等距呈一列分布在所述模型边界等压注水注气装置(10)上方;所述入口底部挡板(13)和所述入口顶部挡板(14)设于所述模型边界等压注水装置(10)开口内部,所述入口底部挡板(13)位于若干所述注水口(11)与若干所述注气口(12)的下方,所述入口顶部挡板(14)位于所述模型边界等压注水注气装置(10)开口内顶部与所述玻璃制裂隙网络模型(30)接触处。

3.根据权利要求2所述的一种裂隙网络剪切-两相流试验装置,其特征在于:还包括若干出口(21)和出口顶部挡板(22),若干所述出口(21)呈一列开设在所述模型边界水气收集装置(20)的上方;所述出口顶部挡板(22)设于所述模型边界水气收集装置(20)开口内部,所述出水口顶部挡板(23)位于所述模型边界水气收集装置(20)开口内顶部与所述玻璃制裂隙网络模型(30)接触处。

4.根据权利要求3所述的一种裂隙网络剪切-两相流试验装置,其特征在于:所述模型边界等压注水注气装置(10)、所述模型边界水气收集装置(20)、所述宽盖板(40)以及所述窄盖板(50)所接触的边界处均封胶。

5.根据权利要求4所述的一种裂隙网络剪切-两相流试验装置,其特征在于:还包括液气加载装置,所述液气加载装置维持注入若干所述注水口(11)的液体压力和注入若干所述注气口(12)的气体压力均为所需稳定值。

6.一种基于权利要求5所述装置的裂隙网络剪切-两相流试验方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

步骤一:确定所述窄盖板(50)尺寸:根据所需剪切位移的大小和方向,加工相应尺寸的所述窄盖板(50);

步骤二,试验装置安装:将所述模型边界等压注水注气装置(10)、所述模型边界水气收集装置(20)以及所述玻璃制裂隙网络模型(30)进行组装,并采用所述宽盖板(40)和所述窄盖板(50)进行固定;

步骤三:试验准备:在所述模型边界等压注水注气装置(10)上接入与水源和气源连通的所述液气加载装置,在所述模型边界水气收集装置(20)上外接所述水气收集罐(60),开启水源和气源,待水流从所述模型边界等压注水注气装置(10)的若干所述注水口(11)注入,直至水流从所述模型边界水气收集装置(20)的若干所述出口(21)溢出为止;

步骤四:测所述注水口(11)、所述注气口(12)的水压和气压以及所述出口(21)的水气收集:所述液气加载装置记录若干所述注水口(11)水压与若干所述注气口(12)气压;所述水气收集罐(60)对流出所述模型边界水气收集装置(20)的水和气进行收集。