CN104865004B - 一种局部阻力系数测定实验装置 - Google Patents

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Abstract

一种新型局部阻力系数测定实验装置，包括高位水箱、集水槽和低位水箱，高位水箱安装在低位水箱的上方，高位水箱与低位水箱之间连接有水泵以便于将低位水箱内的水抽入高位水箱，高位水箱出水口与集水槽进水口之间连接有测定管，测定管上开设有复数个测点以便于测定流过各个测点的水流数据以获得完整的数据信息。本发明通过测定多个测点，确保了实验结果的正确性，并保证实验结论与实际液体的能量方程一致，同时设置有进水孔、溢流孔和泄水孔，保证了实验装置用水稳定。

Description

一种局部阻力系数测定实验装置
技术领域
本发明涉及一种阻力系数测定实验装置，尤其是涉及一种局部阻力系数测定实验装置。
背景技术
以往局部阻力系数测定实验装置在测量突然扩大与突然缩小的局部阻力系数时，由于测点选择在临界断面处，容易导致实验结果不准确，且实验结论不符合实际液体能量方程的现象；另外实验装置的给排水系统与建筑的给排水系统脱节，给实验装置的进水和排水带来了较大的麻烦，进水往往需要人工临时接长软管，排水需要临时接潜水泵将水箱中的水先抽到水桶，然后人工倒水，且不能彻底排空，浪费了人力物力，还易造成水洒到室内地面上的现象。
发明内容
本发明的目的是为解决现有装置测点不准确以及排水不方便的问题，提供一种局部阻力系数测定实验装置。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种局部阻力系数测定实验装置，包括高位水箱、集水槽和低位水箱，高位水箱安装在低位水箱的上方，高位水箱与低位水箱之间连接有水泵以便于将低位水箱内的水抽入高位水箱，高位水箱出水口与集水槽进水口之间连接有测定管，所述测定管为变径管，测定管上开设有复数个测点以便于测定流过各个测点的水流数据以获得完整的数据信息，集水槽出水口通过水管与低位水箱连通以便于回收循环利用水，所述的低位水箱上还开设有进水孔、泄水孔和溢流孔，进水孔位于低位水箱侧壁上通过供水装置与水源连接，进水孔上安装有一段伸入低位水箱内的进水管，进水管末端上安装有控制供水装置供水量的浮球阀，泄水孔位于低位水箱底部并与排水系统连接，溢流孔低于进水孔，即为溢流孔位于低位水箱的侧壁上且溢流孔中心线与低位水箱箱底的间距小于进水孔中心线与低位水箱箱底的间距，溢流孔通过溢流管与排水系统连接以避免水流到室内地面上。
所述的测定管为一个中间为大径段两侧为小径段的变径管，大径段的直径大于小径段的直径，且测定管上设置有六个测点，六个测点分别为测点I、测点II、测点III、测点IV、测点V和测点VI，测点I位于变径管上靠近高位水箱的一端的小径段上，且测点I位于小径段上靠近大径段的一端上，测点II、测点III和测点IV分别位于大径段上，且测点III位于大径段的中间位置，测点II和测点IV分别位于大径段上靠近小径段的一端上，测点V和测点VI位于靠近集水槽一侧的小径段上，测点V位于小径段上靠近大径段的一端上，测点VI位于小径段上远离大径段的一端上。
所述的水源为实验室的供水管路，所述的排水系统为实验室的排水管路。
所述的溢流孔中心线与进水孔中心线之间的距离为进水管直径的2.5倍。
所述的溢流管的直径大于进水管的直径。
在测量突然扩大的局部阻力系数时，选择恰当的测点位置确保实验结果的正确性，并保证实验结论与实际液体的能量方程一致，且在低位水箱中加设进水装置、泄水孔和溢流装置以方便实验装置的给排水，避免学生给水箱进水、排水时不小心把水洒到室内地面上的现象。
为实现测量突然扩大和突然缩小处局部阻力系数的正确性所采用的技术方案是：测量突然扩大的局部阻力系数测点I选择在突然扩大的临界断面之前，测点II选择在突然扩大的临界断面之后；突然缩小的局部阻力系数测点IV选择在突然缩小的临界断面之前，测点V选择在突然缩小的临界断面之后；可以避免临界断面的剧烈紊动对实验结果的影响，确保突然扩大和突然缩小局部阻力系数测定的正确性，且不至于出现实验结果与实际液体能量方程不一致的现象。
为方便水箱的给排水，在低位水箱的顶部设置进水装置，包括水箱壁上加开进水孔，设置进水管，方便水箱的进水与建筑的给水系统相连，进水管末端加设控制进水的浮球阀；底部设置泄水孔，方便水箱的排水与建筑的排水系统相连；在进水孔下方，距离进水孔2.5倍进水管直径的下方加设溢流装置；包括溢流孔及溢流管，溢流管的直径比进水管的直径大一级，且溢流管与建筑的排水系统相连，避免水箱的水溢流到室内地面。
本发明的有益效果是：本发明通过测定多个测点，确保了实验结果的正确性，并保证实验结论与实际液体的能量方程一致，同时设置有进水孔、溢流孔和泄水孔，不仅保证了实验装置用水稳定。同时可以回收重复利用，同时可以避免过多供水造成的水浪费以及排水不便的问题，避免了水洒到地面上造成实验室地面的污染以及造成地面太滑而产生的不安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中低位水箱的结构示意图。
图3为本发明中进水管的结构示意图。
图示标记：1、测点I，2、测点II，3、测点III，4、测点IV，5、测点V，6、测点VI，7、进水孔，8、溢流孔，9、泄水孔，10、浮球阀。
具体实施方式
图1、图2和图3所示，具体实施方式如下：
一种局部阻力系数测定实验装置，包括高位水箱、集水槽和低位水箱，高位水箱安装在低位水箱的上方，高位水箱与低位水箱之间连接有水泵以便于将低位水箱内的水抽入高位水箱，高位水箱出水口与集水槽进水口之间连接有测定管，所述测定管为变径管，测定管上开设有复数个测点以便于测定流过各个测点的水流数据以获得完整的数据信息，集水槽出水口通过水管与低位水箱连通以便于回收循环利用水，所述的低位水箱上还开设有进水孔7、泄水孔9和溢流孔8，进水孔7位于低位水箱侧壁上通过供水装置与水源连接，进水孔7上安装有一段伸入低位水箱内的进水管，进水管末端上安装有控制供水装置供水量的浮球阀10，泄水孔9位于低位水箱底部并与排水系统连接，溢流孔8低于进水孔，即为溢流孔位于低位水箱的侧壁上且溢流孔8中心线与低位水箱箱底的间距小于进水孔7中心线与低位水箱箱底的间距，溢流孔8通过溢流管与排水系统连接以避免水流到室内地面上。
所述的测定管为一个中间为大径段两侧为小径段的变径管，大径段的直径大于小径段的直径，且测定管上设置有六个测点，六个测点分别为测点I1、测点II2、测点III3、测点IV4、测点V5和测点VI6，测点I1位于变径管上靠近高位水箱的一端的小径段上，且测点I1位于小径段上靠近大径段的一端上，测点II2、测点III3和测点IV4分别位于大径段上，且测点III3位于大径段的中间位置，测点II2和测点IV4分别位于大径段上靠近小径段的一端上，测点V5和测点VI6位于靠近集水槽一侧的小径段上，测点V5位于小径段上靠近大径段的一端上，测点VI6位于小径段上远离大径段的一端上。
所述的水源为实验室的供水管路，所述的排水系统为实验室的排水管路。
所述的溢流孔8中心线与进水孔7中心线之间的距离为进水管直径的2.5倍。
所述的溢流管的直径大于进水管的直径。
在测量突然扩大的局部阻力系数时，选择恰当的测点位置确保实验结果的正确性，并保证实验结论与实际液体的能量方程一致，且在低位水箱中加设进水装置、泄水孔和溢流装置以方便实验装置的给排水，避免学生给水箱进水、排水时不小心把水洒到室内地面上的现象。
为实现测量突然扩大和突然缩小处局部阻力系数的正确性所采用的技术方案是：测量突然扩大的局部阻力系数测点1选择在突然扩大的临界断面之前，测点2选择在突然扩大的临界断面之后；突然缩小的局部阻力系数测点4选择在突然缩小的临界断面之前，测点5选择在突然缩小的临界断面之后；可以避免临界断面的剧烈紊动对实验结果的影响，确保突然扩大和突然缩小局部阻力系数测定的正确性，且不至于出现实验结果与实际液体能量方程不一致的现象。
为方便水箱的给排水，在低位水箱的顶部设置进水装置，包括水箱壁上加开进水孔，设置进水管，方便水箱的进水与建筑的给水系统相连，进水管末端加设控制进水的浮球阀；底部设置泄水孔，方便水箱的排水与建筑的排水系统相连；在进水孔下方，距离进水孔2.5倍进水管直径的下方加设溢流装置；包括溢流孔及溢流管，溢流管的直径比进水管的直径大一级，且溢流管与建筑的排水系统相连，避免水箱的水溢流到室内地面。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种局部阻力系数测定实验装置，其特征在于：包括高位水箱、集水槽和低位水箱，高位水箱安装在低位水箱的上方，高位水箱与低位水箱之间连接有水泵以便于将低位水箱内的水抽入高位水箱，高位水箱出水口与集水槽进水口之间连接有测定管，所述测定管为变径管，测定管上开设有复数个测点以便于测定流过各个测点的水流数据以获得完整的数据信息，集水槽出水口通过水管与低位水箱连通以便于回收循环利用水，所述的低位水箱上还开设有进水孔（7）、泄水孔（9）和溢流孔（8），进水孔（7）位于低位水箱侧壁上通过供水装置与水源连接，进水孔（7）上安装有一段伸入低位水箱内的进水管，进水管末端上安装有控制供水装置供水量的浮球阀（10），泄水孔（9）位于低位水箱底部并与排水系统连接，溢流孔（8）位于低位水箱的侧壁上且溢流孔（8）低于进水孔（7），溢流孔（8）通过溢流管与排水系统连接；
所述的测定管为一个中间为大径段两侧为小径段的变径管，且测定管上设置有六个测点，六个测点分别为测点I（1）、测点II（2）、测点III（3）、测点IV（4）、测点V（5）和测点VI（6），测点I（1）位于变径管上靠近高位水箱的一端的小径段上，且测点I（1）位于小径段上靠近大径段的一端上，测点II（2）、测点III（3）和测点IV（4）分别位于大径段上，且测点III（3）位于大径段的中间位置，测点II（2）和测点IV（4）分别位于大径段上靠近小径段的一端上，测点V（5）和测点VI（6）位于靠近集水槽一侧的小径段上，测点V（5）位于小径段上靠近大径段的一端上，测点VI（6）位于小径段上远离大径段的一端上；
所述的水源为实验室的供水管路，所述的排水系统为实验室的排水管路。
2.根据权利要求1所述的一种局部阻力系数测定实验装置，其特征在于：所述的溢流孔（8）中心线与进水孔（7）中心线之间的距离为进水管直径的2.5倍。
3.根据权利要求1所述的一种局部阻力系数测定实验装置，其特征在于：所述的溢流管的直径大于进水管的直径。
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