流體力學(xué)綜合試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種流體力學(xué)綜合試驗裝置，包括實驗臺面、供水箱、恒壓水箱、計量水箱和傾斜式測壓管組；供水箱與計量水箱分別設(shè)置在實驗臺面兩端的下面，供水箱內(nèi)的水泵通過供水管連接恒壓水箱，恒壓水箱通過貼近實驗臺面且水平設(shè)置的四條實驗管路連接計量水箱，計量水箱通過回水管連接供水箱，傾斜式測壓管組通過硅膠管與實驗管路連接。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，操作便利，精確性高等優(yōu)點，適于應(yīng)用在流體力學(xué)精確測量上。
【專利說明】
流體力學(xué)綜合試驗裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于試驗裝置領(lǐng)域，主要涉及一種試驗裝置，具體涉及一種流體力學(xué)綜合試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]流體力學(xué)綜合實驗臺是流體力學(xué)課程的基本實驗裝置。該實驗臺上可以完成一些基本的流體力學(xué)實驗，如雷諾實驗、沿程阻力實驗、局部阻力實驗、能量方程(伯努利方程)實驗、文丘里流量計和孔板流量計系數(shù)的測定實驗以及畢托管測流速和流量的實驗。其原理是用測壓管測量管路中不同地點的測壓管水頭，通過各點間的壓差來計算管路的沿程和局部阻力、驗證能量方程以及結(jié)合連續(xù)性方程來計算管路中水流的流速和流量。畢托管同時測量管路的測壓管水頭和壓強水頭，通過壓差計算出流速水頭，從而計算流速和流量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的
[0004]本實用新型提供一種流體力學(xué)綜合試驗裝置，其目的是為了解決傳統(tǒng)流體力學(xué)實驗裝置缺陷較大的問題，設(shè)計一結(jié)構(gòu)簡單，操作便利，精確性更高的新型流體力學(xué)綜合實驗
目.ο
[0005]技術(shù)方案
[0006]一種流體力學(xué)綜合試驗裝置，其特征在于:包括實驗臺面、供水箱、恒壓水箱、計量水箱和傾斜式測壓管組;供水箱與計量水箱分別設(shè)置在實驗臺面兩端的下面，供水箱內(nèi)的水栗通過供水管連接恒壓水箱，恒壓水箱通過貼近實驗臺面且水平設(shè)置的四條實驗管路連接計量水箱，計量水箱通過回水管連接供水箱，傾斜式測壓管組通過硅膠管與實驗管路連接。
[0007]恒壓水箱設(shè)有兩個出水口，第一出水口和第二出水口；第一出水口連通管路，第二出水口分別連通管路1、管路Π和管路IV，管路1、管路Π與管路IV并聯(lián)。
[0008]管路I包括第一變徑和第二變徑，第一變徑為突縮，第二變徑為突擴，第一變徑前方設(shè)有第五測壓點，第一變徑后方設(shè)有第六測壓點，第二變徑前方設(shè)有第七測壓點，第二變徑后方設(shè)有第八測壓點，第五測壓點前設(shè)有第六閘閥，第八測壓點后設(shè)有第九閘閥和第九測壓點，第九測壓點設(shè)在第九閘閥后；管路Π上依次設(shè)置有第七閘閥、文丘里流量計、孔板流量計、畢托管和第十閘閥，文丘里流量計上設(shè)有兩個測壓點第十測壓點和第十一測壓點，孔板流量計上設(shè)有兩個測壓點第十二測壓點和第十三測壓點，畢托管上設(shè)有兩個測壓點第十四測壓點和第十無測壓點；管路m的兩端分別設(shè)有第八閘閥和第四閘閥，管路m依次設(shè)有四個測壓點第一測壓點、第二測壓點、第三測壓點和第四測壓點；管路IV的末端設(shè)有第三閘閥，管路IV內(nèi)靠近第二出水口的位置設(shè)有雷諾測針。
[0009]四條管路上的各測壓點分別通過硅膠管與傾斜式測壓管組的15根傾斜玻璃管連接;管路I上的第五測壓點與傾斜式測壓管①連接，第六測壓點與傾斜式測壓管②連接，第七測壓點與傾斜式測壓管③連接，第八測壓點與傾斜式測壓管④連接，第九測壓點與傾斜式測壓管⑤連接;管路π上的第十測壓點與傾斜式測壓管⑥連接，第十一測壓點與傾斜式測壓管⑦連接，第十二測壓點與傾斜式測壓管⑧連接，第十三測壓點與傾斜式測壓管⑨連接，第十四測壓點與傾斜式測壓管⑩連接，第十五測壓點與傾斜式測壓管?連接;管路m上的第一測壓點與傾斜式測壓管?連接，第二測壓點與傾斜式測壓管?連接，第三測壓點與傾斜式測壓管?連接，第四測壓點與傾斜式測壓管?連接。
[0010]傾斜式測壓管組固定在垂直于實驗臺面的支架上，安裝在實驗臺面的后邊緣側(cè)。[0011 ]恒壓水箱底部的溢流管伸入供水箱中。
[0012]恒壓水箱上設(shè)有墨水盒，墨水盒通過硅膠管連接管路IV上的雷諾測針，硅膠管上設(shè)有第二閘閥。
[0013]計量水箱上設(shè)有水位計。
[0014]回水管靠近計量水箱的一端設(shè)有第五閘閥。
[0015]優(yōu)點及效果
[0016]本實用新型這種流體力學(xué)綜合試驗裝置，具有如下優(yōu)點和有益效果:
[0017](I)局部阻力管加以改進并使其與沿程阻力管合并為一根管，兩個實驗可以在一根管上同時進行，既能節(jié)省空間又不會對各自實驗造成影響，由于水流相同，實驗誤差相對減小，使裝置的準確性得到提高。
[0018](2)在壓力測量方面本著使裝置測量數(shù)據(jù)更加精確的目的，我們將傳統(tǒng)的垂直測壓管改為傾斜式測壓管，通過放大兩次實驗讀數(shù)點的距離從而提高實驗數(shù)據(jù)的可讀性和測量精度，便于歸納總結(jié)出實驗規(guī)律。
[0019](3)測量水箱底部要加一連通器，以連通器中液面高度代替水箱中液面高度，減小液面波動對數(shù)據(jù)讀取的影響，使實驗測量結(jié)果更為準確。
[0020](4)將原來的垂直面上并聯(lián)的幾根管改為貼近實驗臺面的水平并聯(lián)管路，由恒壓箱統(tǒng)一提供壓力，簡化實驗裝置。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的主視圖。
[0022]圖2為實驗臺面以上各裝置俯視圖。
[0023]圖3為傾斜式測壓管原理演示圖。
[0024]圖4為U型管水位計示意圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]1-實驗臺，2-水栗，3-供水箱，4-溢流管，5-第一閘閥，6_供水管，7_恒壓水箱，8_墨水盒，9-第二閘閥，10-雷諾測針，11-第一測壓點，12-第二測壓點，13-第三測壓點，14-第四測壓點，15-第三閘閥，16-第四閘閥，17-計量水箱，18-水位計，19-第五閘閥，20-回水管，21-第一出水口，22-第二出水口，23-第六丨U閥，24-第七丨U閥，25-第八丨U閥，26-第五測壓點，27-第六測壓點，28-第七測壓點，29-第八測壓點，30-第九測壓點，31-第一變徑，32-第二變徑，33-第九閘閥，34-文丘里流量計，35-孔板流量計，36-畢托管，37-第十測壓點，38-第十一測壓點，39-第十二測壓點，40-第十三測壓點，41-第十四測壓點，42-第十五測壓點，43-第十閘閥。
【具體實施方式】
[0027]本實用新型涉及一種流體力學(xué)綜合試驗裝置，如圖1-圖4中所示，包括實驗臺面1、供水箱3、恒壓水箱7、計量水箱17和傾斜式測壓管組;供水箱3與計量水箱17分別設(shè)置在實驗臺面I兩端的下面，供水箱3內(nèi)的水栗2通過供水管6連接恒壓水箱7，恒壓水箱7通過貼近實驗臺面I且水平設(shè)置的四條實驗管路連接計量水箱17，計量水箱17通過回水管20連接供水箱3，傾斜式測壓管組通過硅膠管與實驗管路連接。
[0028]如圖2所示，恒壓水箱7設(shè)有兩個出水口，第一出水口21和第二出水口22;第一出水口 21連通管路m，第二出水口 22分別連通管路1、管路Π和管路IV，管路1、管路Π與管路IV并聯(lián)。
[0029]管路I包括第一變徑31和第二變徑32，第一變徑31為突縮，第二變徑32為突擴，第一變徑31前方設(shè)有第五測壓點26，第一變徑31后方設(shè)有第六測壓點27，第二變徑32前方設(shè)有第七測壓點28，第二變徑32后方設(shè)有第八測壓點29，第五測壓點26前設(shè)有第六閘閥23，第八測壓點29后設(shè)有第九閘閥33和第九測壓點30，第九測壓點30設(shè)在第九閘閥33后；管路Π上依次設(shè)置有第七閘閥24、文丘里流量計34、孔板流量計35、畢托管36和第十閘閥43，文丘里流量計34上設(shè)有兩個測壓點第十測壓點37和第十一測壓點38，孔板流量計35上設(shè)有兩個測壓點第十二測壓點39和第十三測壓點40，畢托管36上設(shè)有兩個測壓點第十四測壓點41和第十無測壓點42;管路ΙΠ的兩端分別設(shè)有第八閘閥25和第四閘閥16，管路m依次設(shè)有四個測壓點第一測壓點U、第二測壓點12、第三測壓點13和第四測壓點14;管路IV的末端設(shè)有第三閘閥15，管路IV內(nèi)靠近第二出水口 22的位置設(shè)有雷諾測針10。
[0030]如圖3所示，四條管路上的各測壓點分別通過硅膠管與傾斜式測壓管組的15根傾斜玻璃管連接;管路I上的第五測壓點26與傾斜式測壓管①連接，第六測壓點27與傾斜式測壓管②連接，第七測壓點28與傾斜式測壓管③連接，第八測壓點29與傾斜式測壓管④連接，第九測壓點30與傾斜式測壓管⑤連接;管路Π上的第十測壓點37與傾斜式測壓管⑥連接，第十一測壓點38與傾斜式測壓管⑦連接，第十二測壓點39與傾斜式測壓管⑧連接，第十三測壓點40與傾斜式測壓管⑨連接，第十四測壓點41與傾斜式測壓管⑩連接，第十五測壓點42與傾斜式測壓管?連接;管路ΙΠ上的第一測壓點11與傾斜式測壓管?連接，第二測壓點12與傾斜式測壓管?連接，第三測壓點13與傾斜式測壓管?連接，第四測壓點14與傾斜式測壓管?連接。
[0031]傾斜式測壓管組固定在垂直于實驗臺面的支架上，安裝在實驗臺面的后邊緣側(cè)。
[0032]恒壓水箱7底部的溢流管4伸入供水箱3中。
[0033]恒壓水箱7上設(shè)有墨水盒8，墨水盒8通過硅膠管連接管路IV上的雷諾測針10，硅膠管上設(shè)有第二閘閥9。
[0034]計量水箱17上設(shè)有水位計18。
[0035 ]回水管20靠近計量水箱17的一端設(shè)有第五閘閥19。
[0036]本實驗主要采用了一管多用，斜管精測的設(shè)計理念以及改變管路連接從而達到簡化實驗裝置，大大增強裝置精確性。
[0037]裝置壓力的測量采用傾斜式測壓管，通過放大測量距離從而提高讀數(shù)和測量精度。如圖3所示為傾斜式測壓管，傾斜式測壓管的每根管道均通過硅膠管與實驗管路上的測壓點連接，完成測壓。
[0038]本實用新型的工作原理如下:
[0039]水栗從供水箱中吸水供給恒壓水箱，待恒壓水箱水位穩(wěn)定后開始實驗。從圖2中可以看出管1(沿程、局部、閥門阻力)與管π(文丘里、孔板、畢托管)和管IV(雷諾)并聯(lián)，形成一個水力系統(tǒng)；由于管IV所做的實驗為伯努利方程實驗，需要管段中有位差，無法與其他管連在一起，所以管IV單獨從恒壓水箱取水，完成實驗。供水箱和計量水箱在實驗臺面的下面，其它各實驗裝置在實驗臺面上。
[0040]本實用新型的工作過程如下:
[0041]首先通水排氣，啟動水栗。將恒壓水箱里的水充滿到穩(wěn)定高度后開始實驗。測量沿程阻力和局部阻力的實驗可以在一根管上同時進行。實驗過程中的數(shù)據(jù)讀取:從傾斜式測壓管上讀取壓力水頭，在連通器上觀察集水箱液位的變化并記錄相應(yīng)用時。由于各管路的壓力源都來自恒壓水箱，水路調(diào)節(jié)方便換做其它組實驗只需要同閥門的轉(zhuǎn)換就可以完成。
【主權(quán)項】
1.一種流體力學(xué)綜合試驗裝置，其特征在于:包括實驗臺面(1)、供水箱(3)、恒壓水箱(7)、計量水箱(17)和傾斜式測壓管組;供水箱(3)與計量水箱(17)分別設(shè)置在實驗臺面(I)兩端的下面，供水箱(3)內(nèi)的水栗(2)通過供水管(6)連接恒壓水箱(7)，恒壓水箱(7)通過貼近實驗臺面(I)且水平設(shè)置的四條實驗管路連接計量水箱(17)，計量水箱(17)通過回水管(20)連接供水箱(3)，傾斜式測壓管組通過硅膠管與實驗管路連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體力學(xué)綜合試驗裝置，其特征在于:恒壓水箱(7)設(shè)有兩個出水口，第一出水口(21)和第二出水口(22);第一出水口(21)連通管路ΙΠ，第二出水口(22)分別連通管路1、管路Π和管路IV，管路1、管路Π與管路IV并聯(lián)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體力學(xué)綜合試驗裝置，其特征在于:管路I包括第一變徑(31)和第二變徑(32)，第一變徑(31)為突縮，第二變徑(32)為突擴，第一變徑(31)前方設(shè)有第五測壓點(26)，第一變徑(31)后方設(shè)有第六測壓點(27)，第二變徑(32)前方設(shè)有第七測壓點(28)，第二變徑(32)后方設(shè)有第八測壓點(29)，第五測壓點(26)前設(shè)有第六閘閥(23)，第八測壓點(29)后設(shè)有第九閘閥(33)和第九測壓點(30)，第九測壓點(30)設(shè)在第九閘閥(33)后;管路Π上依次設(shè)置有第七閘閥(24)、文丘里流量計(34)、孔板流量計(35)、畢托管(36)和第十閘閥(43)，文丘里流量計(34)上設(shè)有兩個測壓點第十測壓點(37)和第十一測壓點(38)，孔板流量計(35)上設(shè)有兩個測壓點第十二測壓點(39)和第十三測壓點(40)，畢托管(36)上設(shè)有兩個測壓點第十四測壓點(41)和第十無測壓點(42);管路ΙΠ的兩端分別設(shè)有第八閘閥(25)和第四閘閥(16)，管路ΙΠ依次設(shè)有四個測壓點第一測壓點(11)、第二測壓點(12)、第三測壓點(13)和第四測壓點(14);管路IV的末端設(shè)有第三閘閥(15)，管路IV內(nèi)靠近第二出水口( 22)的位置設(shè)有雷諾測針(10)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體力學(xué)綜合試驗裝置，其特征在于:四條管路上的各測壓點分別通過硅膠管與傾斜式測壓管組的15根傾斜玻璃管連接;管路I上的第五測壓點(26)與傾斜式測壓管①連接，第六測壓點(27)與傾斜式測壓管②連接，第七測壓點(28)與傾斜式測壓管③連接，第八測壓點(29)與傾斜式測壓管④連接，第九測壓點(30)與傾斜式測壓管⑤連接;管路Π上的第十測壓點(37)與傾斜式測壓管⑥連接，第十一測壓點(38)與傾斜式測壓管⑦連接，第十二測壓點(39)與傾斜式測壓管⑧連接，第十三測壓點(40)與傾斜式測壓管⑨連接，第十四測壓點(41)與傾斜式測壓管⑩連接，第十五測壓點(42)與傾斜式測壓管?連接;管路ΙΠ上的第一測壓點(11)與傾斜式測壓管?連接，第二測壓點(12)與傾斜式測壓管?連接，第三測壓點(13)與傾斜式測壓管?連接，第四測壓點(14)與傾斜式測壓管?連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體力學(xué)綜合試驗裝置，其特征在于:傾斜式測壓管組固定在垂直于實驗臺面的支架上，安裝在實驗臺面的后邊緣側(cè)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體力學(xué)綜合試驗裝置，其特征在于:恒壓水箱(7)底部的溢流管(4)伸入供水箱(3)中。7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的流體力學(xué)綜合試驗裝置，其特征在于:恒壓水箱(7)上設(shè)有墨水盒(8)，墨水盒(8)通過硅膠管連接管路(IV)上的雷諾測針(10)，硅膠管上設(shè)有第二閘閥(9) 08.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體力學(xué)綜合試驗裝置，其特征在于:計量水箱(17)上設(shè)有水位計(18)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體力學(xué)綜合試驗裝置，其特征在于:回水管(20)靠近計量水箱(17)的一端設(shè)有第五閘閥(19)。
【文檔編號】G09B23/12GK205645045SQ201620142548
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】孟晉, 葉志成, 陳思宇, 巫戀戀, 劉正洋, 宋向磊
【申請人】沈陽工業(yè)大學(xué)