一種平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]研究流體流過某通道時(shí)的速度分布、壓強(qiáng)分布以及流態(tài)是流體力學(xué)研究的重要課題，平板流作為其中最簡(jiǎn)單的情形是研究復(fù)雜流動(dòng)狀態(tài)的基礎(chǔ)。流體流過平行板時(shí)的流態(tài)和流速同板間距和水力梯度的關(guān)系是平板流研究的主要內(nèi)容，而目前尚缺乏一種能完整反映上述各個(gè)指標(biāo)并且價(jià)格低廉的實(shí)驗(yàn)裝置，這為深入研究平板流流體流動(dòng)帶來了困難。若要在獲得完整流體流動(dòng)的數(shù)據(jù)的前提下節(jié)約成本，就需要一種新型的平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置功能齊全、方便靈活、成本低廉，由于本裝置可以獲得平板流的水力梯度、板間距、流態(tài)和流速等指標(biāo)，因此可用于研究平板流流體流動(dòng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]—種平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)部的流體通道，殼體的左右端面分別設(shè)置有與所述流體通道相通的流體入口和流體出口，所述殼體的下表面沿流體流動(dòng)方向設(shè)置有若干個(gè)測(cè)壓接頭，每?jī)蓚€(gè)相鄰測(cè)壓接頭之間的距離相等，所述殼體的上表面或側(cè)面為透明的。
[0006]優(yōu)選的，所述殼體的材質(zhì)為有機(jī)玻璃。有機(jī)玻璃透明，而且強(qiáng)度較好，重量輕，表面光滑度較好，一方面可以方便觀察液體的流動(dòng)形態(tài)，另一方面有機(jī)玻璃表面光滑，對(duì)水流基本沒有影響。
[0007]優(yōu)選的，所述殼體為一體成型。一體成型的殼體易于加工，適用于批量生產(chǎn)。
[0008]優(yōu)選的，所述殼體由上平行板、下平行板、兩塊側(cè)面擋板、前擋板和后擋板組裝而成。由擋板組裝而成，各個(gè)擋板可以拆卸，所以可以通過設(shè)置不同的規(guī)格，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置的大小。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述上平行板靠近流體入口和流體出口處設(shè)置有用于使流體在管道流和平板流之間平穩(wěn)過渡的坡度，下平行板靠近流體入口和流體出口處也設(shè)置用于使流體在管道流和平板流之間平穩(wěn)過渡的坡度。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述上平行板、下平行板、兩塊側(cè)面擋板、前擋板和后擋板的內(nèi)側(cè)均設(shè)置有密封層。密封層可以防止流體的泄漏，避免因流體泄漏對(duì)平板流產(chǎn)生影響。
[0011]更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述密封層為硅膠墊。硅膠具有良好的耐水性能，而且壽命較長(zhǎng)，可以保持較長(zhǎng)時(shí)間的密封性能。
[0012]優(yōu)選的，所述流體入口為入口寶塔接頭和設(shè)置在入口寶塔接頭內(nèi)部的注射針頭，注射針頭與所述流體通道連通。注射針頭可以深入到殼體的內(nèi)側(cè)，可以與液體通道密切配合，更容易使流體變?yōu)槠桨辶鳌?br>[0013]優(yōu)選的，所述殼體的上表面為透明的。上平行板透明，入口寶塔接頭內(nèi)帶有注射針頭，使用時(shí)針頭注射顏料，可更方便觀察板間流體的流態(tài)變化。
[0014]下平行板帶有若干等距的測(cè)壓接頭，使用時(shí)連接測(cè)壓管可測(cè)得板間流體的水力梯度。
[0015]優(yōu)選的，所述側(cè)面擋板具有不同規(guī)格，通過改變側(cè)面擋板的厚度來改變上平行板和下平行板之間的距離。通過改變上平行板和下平行板之間的距離來得出液體通道的高度對(duì)平板流的影響。
[0016]優(yōu)選的，所述流體出口設(shè)置有用于檢測(cè)流體流速的裝置。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述用于檢測(cè)流體流速的裝置為電子秤和放置于電子秤上的容器。將流體導(dǎo)入容器中，可以通過觀察電子秤示數(shù)的變化得到流體的流速。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]1、本發(fā)明使用前入口寶塔接頭通過硅膠管連接水箱，硅膠管內(nèi)嵌一毛細(xì)管連接注射針頭和裝有顏料的注射器，測(cè)壓寶塔接頭通過硅膠管連接測(cè)壓管，出口寶塔接頭通過硅膠管將流體導(dǎo)入容器內(nèi)，容器置于電子秤上。使用時(shí)讓水箱內(nèi)的流體流入裝置，待流動(dòng)穩(wěn)定之后，通過測(cè)壓管讀數(shù)可得到水力梯度，通過電子稱示數(shù)變化可得到流速，通過注射顏料可觀察到水流流態(tài)。
[0020]2、本發(fā)明的側(cè)面擋板可以更換，通過改變側(cè)面擋板的厚度可以改變板間距。本發(fā)明裝置可模擬平板流的流體流動(dòng)，能完整地得出板間流體的各個(gè)指標(biāo)和參數(shù)。
[0021]3、主體采用有機(jī)玻璃制造，原料豐富易于加工。
[0022]4、本發(fā)明的各部分協(xié)調(diào)一致，可得出平板流的流態(tài)和流速同水力梯度和板間距之間的關(guān)系。因此本發(fā)明裝置具有功能齊全、方便靈活、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的頂面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明的底面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明的入口寶塔接頭和注射針頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中，1、螺母，2、上平行板，3、密封層，4、前擋板，5、入口寶塔接頭，6、注射針頭，7、螺栓，8、測(cè)壓接頭，9、螺栓孔，10、測(cè)壓孔，11、下平行板，12、側(cè)面擋板，13、后檔板，14、出口寶塔接頭。
具體實(shí)施方法
[0030]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0031]實(shí)施例1
[0032]如圖5所示，一種平行板流體實(shí)驗(yàn)裝置，包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)部的流體通道，殼體的左右端面分別設(shè)置有與所述流體通道相通的流體入口和流體出口。
[0033]如圖1所示，殼體由上平行板2、下平行板11、兩塊側(cè)面擋板12、前擋板4和后擋板13組裝而成。
[0034]如圖4所示，上平行板2和下平行板靠近流體入口和流體出口處設(shè)置有坡度。
[0035]如圖6所示，流體入口為入口寶塔接頭5和設(shè)置在入口寶塔接頭5內(nèi)部的注射針頭6ο
[0036]如圖2和圖3所示，上平行板2為透明的，或者是側(cè)面擋板12是透明的。下平行板11上設(shè)置多個(gè)測(cè)壓接頭8，每?jī)蓚€(gè)相鄰測(cè)壓接頭8之間的距離相等，測(cè)壓接頭8連接測(cè)壓管。
[0037]上平行板2、下平行板11、兩塊側(cè)面擋板12、前擋板4和后擋板13的內(nèi)側(cè)均設(shè)置有密封層。
[0038]流體出口為出口寶塔接頭14，其外側(cè)設(shè)置電子秤，電子秤上放置容器。
[0039]該裝置使用時(shí)，流體依次流經(jīng)入口寶塔接頭5或注射針頭6、上下平行板間的流體通道、出口寶塔接頭14。入口寶塔接頭5內(nèi)的注射針頭6用于釋放顏料以便觀察流體流態(tài)；設(shè)置于入口一側(cè)的上平行板2和下平行板11的坡度用于使流體由管道流平穩(wěn)過渡到平板流；上平行板2透明時(shí)，觀測(cè)的面積較大，方便觀察；下平行板11上設(shè)置的測(cè)壓接頭8所連的測(cè)壓管用于測(cè)量通道內(nèi)流體的水壓變化以得到水力梯度；設(shè)置于出口一側(cè)的上平行板2和下平行板11的坡度用于使流體由平板流平穩(wěn)過渡到管道流；出口寶塔接頭14用于連接水管將流體導(dǎo)入容器中，通過觀察電子秤的示數(shù)變化得到流體的實(shí)時(shí)流速；密封層用于保證整個(gè)裝置的水封性；側(cè)面擋板12可以拆卸和更換以便調(diào)節(jié)板間距。
[0040]本發(fā)明的安裝方法為:
[0041]將下平行板11水平放置，在兩側(cè)墊上長(zhǎng)條狀硅膠墊3，硅膠墊3上放置側(cè)面擋板12，側(cè)面擋板12上放置長(zhǎng)條狀硅膠墊，其上再放置上平行板2，上平行板2、下平行板11、硅膠墊3須對(duì)齊，在兩側(cè)螺栓孔9擰上螺栓7和螺母1，螺栓7在下，螺母I在上，由于長(zhǎng)條狀硅膠墊3具有彈性，所以可調(diào)節(jié)螺栓7松緊度以微調(diào)板間距，配合塞尺可調(diào)節(jié)出理想的板間距，在上平行板2和下平行板11出口一側(cè)裝上硅膠墊3和后擋板16，擰緊螺栓7，用同樣的方法裝上硅膠墊3和前擋板4，在下平行板11底面的測(cè)壓孔10上安裝測(cè)壓接頭8，在前擋板4和后擋板16上分別安裝入口寶塔接頭5和出口寶塔接頭17，安裝時(shí)用玻璃膠粘接以保證水封性，使用時(shí)注射針頭6連接毛細(xì)管后伸入入口寶塔接頭5中。
[0042]實(shí)施例2
[0043]所述殼體也可以為一體成型。
[0044]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)部的流體通道，殼體的左右端面分別設(shè)置有與所述流體通道相通的流體入口和流體出口，所述殼體的下表面沿流體流動(dòng)方向設(shè)置有若干個(gè)測(cè)壓接頭，每?jī)蓚€(gè)相鄰測(cè)壓接頭之間的距離相等，所述殼體的上表面或側(cè)面為透明的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述殼體由上平行板、下平行板、兩塊側(cè)面擋板、前擋板和后擋板組裝而成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述上平行板靠近流體入口和流體出口處設(shè)置有用于使流體在管道流和平板流之間平穩(wěn)過渡的坡度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:下平行板靠近流體入口和流體出口處也設(shè)置用于使流體在管道流和平板流之間平穩(wěn)過渡的坡度。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述上平行板、下平行板、兩塊側(cè)面擋板、前擋板和后擋板的內(nèi)側(cè)均設(shè)置有密封層。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述密封層為硅膠墊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述流體入口為入口寶塔接頭和設(shè)置在入口寶塔接頭內(nèi)部的注射針頭，注射針頭與所述流體通道連通。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述殼體的上表面為透明的。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述側(cè)面擋板具有不同規(guī)格，通過改變側(cè)面擋板的厚度來改變上平行板和下平行板之間的距離。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述流體出口設(shè)置有用于檢測(cè)流體流速的裝置，所述用于檢測(cè)流體流速的裝置為電子秤和放置于電子秤上的容器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種平板流流體實(shí)驗(yàn)裝置，包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)部的流體通道，殼體的左右端面分別設(shè)置有與所述流體通道相通的流體入口和流體出口，所述殼體的上表面或下表面沿流體流動(dòng)方向設(shè)置有若干個(gè)測(cè)壓接頭，所述殼體的上表面或側(cè)面為透明的。本發(fā)明通過測(cè)壓管讀數(shù)可得到水力梯度，通過電子稱示數(shù)變化可得到流速，通過注射顏料可觀察到水流流態(tài)。本發(fā)明的側(cè)面擋板可以更換，通過改變側(cè)面擋板的厚度可以改變板間距。本發(fā)明裝置可模擬平板流的流體流動(dòng)，能完整地得出板間流體的各個(gè)指標(biāo)和參數(shù)。本發(fā)明的各部分協(xié)調(diào)一致，可得出平板流的流態(tài)和流速同水力梯度和板間距之間的關(guān)系。因此本發(fā)明裝置具有功能齊全、方便靈活、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G09B23/12
【公開號(hào)】CN105118359
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510535008
【發(fā)明人】王者超, 方水鑫, 李術(shù)才, 鐘克誠(chéng), 萬媛媛, 王晴, 溫炳旺, 紀(jì)曉航, 張振寬
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日