CN105444986B - 一种多功能垂直循环造流试验设施 - Google Patents

一种多功能垂直循环造流试验设施 Download PDF

Info

Publication number
CN105444986B
CN105444986B CN201511014727.6A CN201511014727A CN105444986B CN 105444986 B CN105444986 B CN 105444986B CN 201511014727 A CN201511014727 A CN 201511014727A CN 105444986 B CN105444986 B CN 105444986B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
sink
outlet
water hole
generating system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201511014727.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105444986A (zh
Inventor
韩林生
路宽
熊焰
齐连明
李彦
杨宁
宋雨泽
朱晓阳
李超
王士
王士一
杨磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Ocean Technology Center
Original Assignee
National Ocean Technology Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Ocean Technology Center filed Critical National Ocean Technology Center
Priority to CN201511014727.6A priority Critical patent/CN105444986B/zh
Publication of CN105444986A publication Critical patent/CN105444986A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105444986B publication Critical patent/CN105444986B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多功能垂直循环造流试验设施，包括水槽、水洞和造流系统，上层的水槽和下层的水洞通过造流系统的进水管道和出水管道连接起来。水槽两端的底部设置进水口和出水口，进水口和出水口分别与造流系统的进水管道和出水管道连接，进水口一侧设置整流箱。水洞主体为矩形管道结构，水洞的中心轴线与水槽中心轴线平行。水洞由扩张段、稳流段、收缩段和水洞试验段构成，扩张段、稳流段、收缩段和水洞试验段之间通过法兰连接。造流系统的造流泵设置在水槽出水口下方的出水管道外侧，造流泵通过法兰与出水管道连接。本发明同时具备水槽与水洞功能的实验室试验设施，可以充分满足实验室进行多种流体动力学试验的需求。

Description

一种多功能垂直循环造流试验设施
技术领域
本发明涉及水动力学试验设施，具体地涉及一种同时具备水槽和水洞试验功能的垂直循环造流试验设施。
背景技术
近些年来，随着海洋经济的高速发展，相关的传统技术领域如海洋工程、船舶工程等获得了长足的发展，同时水下航行体、海洋能开发利用等新兴技术领域也逐渐兴起并日渐成熟。在这些技术的研究与发展过程中，在实验室进行的水动力学试验是其中重要的、不可或缺的一环，尤其是开敞式的自由表面水槽试验和封闭的高速水洞试验往往都是必备的试验设施。
现有常见的实验室水槽、水洞大都是独立的试验设施，其造流方式主要以水平循环造流为主，因此室内占地面积大，大部分的空间都用在了造流设施和水流循环管道上，成本也较高。而小型的试验水槽、水洞往往试验区域较狭小，很难满足水下航行体原型、潮流能发电装置模型等较大型试验对象的需求。这些问题在一定程度上限制了诸多依托水槽、水洞进行的相关水动力学试验研究的发展。
发明内容
针对现有实验室水槽和水洞试验设施所存在的问题，本发明推出一种多功能垂直循环造流试验设施，其目的在于将水槽、水洞和造流系统联接形成内部连通封闭的水流垂直循环回路，提供同时具备水槽与水洞功能的实验室试验设施，扩大试验功能，节省室内空间。
本发明所涉及的多功能垂直循环造流试验设施采用垂向上下两层结构，包括水槽、水洞和造流系统，水槽位于上层，水洞位于下层，造流系统的进水管道和出水管道把水槽和水洞连接起来，形成内部连通封闭的水流垂直循环回路。
所述水槽为上部开口的长方体结构，两端和槽底为钢筋混凝土材料，侧壁为钢化玻璃。水槽两端的底部设置进水口和出水口，进水口和出水口分别与造流系统的进水管道和出水管道连接。进水口一侧设置整流箱。
整流箱固定在水槽进水口一侧的槽底上，由环氧树脂板的方形整流格层叠而成，整流箱中心垂线与槽底垂直，每个整流格的水平轴线与槽底平行。
所述水洞主体为矩形管道结构，设置在水槽下面，水洞的中心轴线与水槽中心轴线平行。水洞的两端分别由造流系统的进水管道和出水管道连接水槽两端底部的进水口和出水口，水洞的底部由底座固定。
所述水洞由扩张段、稳流段、收缩段和水洞试验段构成，扩张段、稳流段、收缩段和水洞试验段之间通过法兰连接。
所述扩张段呈矩形喇叭口状，整体为喇叭口状，截面为矩形。扩张段的小口径端连接与水槽出水口相连的造流系统的出水管道，另一端的喇叭口端连接稳流段。扩张段采用碳钢材料制成。
所述稳流段为矩形管道，前端口连接扩张段，后端口连接收缩段。稳流段后段内设置多层整流板，整流板上整流格的大小逐渐减小，用于使水流的流线逐渐均匀平直，用于保持流量稳定。稳流段采用碳钢材料制成。
所述收缩段呈喇叭口状，截面为矩形，侧壁采用三维维式(Witozinsky)曲线设计，以保证出流速度的均匀性。所述收缩段的前端口连接稳流段，后端口连接水洞试验段。收缩段采用碳钢材料制成。
所述水洞试验段为矩形管道，两侧壁为透明钢化玻璃，便于试验观察和光学测量。上下两面为不锈钢材料，上壁板可打开，以便试验对象和测量传感器的安装。水洞试验段前端口连接收缩段，后端口连接与水槽进水口相连的进水管道。
所述造流系统由进水管道、出水管道和造流泵组成。进水管道和出水管道垂直设置在水槽和水洞之间。出水管道连接水槽出水口与水洞扩张段小口径端，进水管道连接水槽进水口与水洞试验段后端。进水管道连接水洞试验段的拐角处设置导流片，导流片采用弧型设计，用于保持水流的平稳。
所述造流泵设置在水槽出水口下方的出水管道外侧，由底座支撑。造流泵通过法兰与出水管道连接。
本发明所提供的多功能垂直循环造流试验设施应用时，水槽和水洞充满水，启动造流泵，水流经出水管道进入水洞扩张段，在经过稳定段的整流之后水流变得均匀、稳定，并通过收缩段进入水洞试验段，从而可以进行水洞试验；水流从水洞试验段流出后经进水管道进入水槽进水口，经过整流箱的整流后趋于平直、稳定，并可以在水槽进行试验，之后水流经出水口进入出水管道，形成一个完整的垂直循环过程。
本发明所涉及的多功能垂直循环造流试验设施充分利用了实验室立体空间，并兼具水槽和水洞功能，既可在水槽进行自由表面流体试验，也可进行大流速的水洞试验，可以充分满足实验室进行多种流体动力学试验的需求。
附图说明
图1为本发明所涉及的多功能垂直循环造流试验设施的结构示意图。
图中标记说明：
1、水槽 2、进水口 3、整流箱
4、出水口 5、出水管道 6、造流泵
7、扩张段 8、法兰 9、底座
10、稳流段 11、整流板 12、收缩段
13、水洞试验段 14、导流片 15、进水管道
具体实施方式
现结合附图对本发明的技术方案做进一步描述。
本发明所涉及的多功能垂直循环造流试验设施的结构如图1所示，包括水槽1、水洞和造流系统，水槽1位于上层，水洞位于下层，通过造流系统的进水管道15和出水管道5把水槽1和水洞连接起来，形成内部连通封闭的水流垂直循环回路。
所述水槽主体为上方开口的长方体结构，侧壁为钢化玻璃，便于试验观察。水槽1两端的底部设置进水口2和出水口4，进水口2和出水口4分别与造流系统的进水管道15和出水管道5连接，在进水口一侧设置整流箱3。
所述整流箱3固定在水槽1的进水口2一侧的槽底上，由环氧树脂板的方形整流格层叠而成，整流箱中心垂线与槽底垂直，每个整流格的水平轴线与槽底平行。
所述水洞主体为矩形管道结构，设置在水槽1的下面，水洞的中心轴线与水槽中心轴线平行。水洞的两端分别由造流系统的进水管道15和出水管道5连接水槽两端底部的进水口2和出水口4，水洞的底部由底座9固定。
所述水洞由扩张段7、稳流段10、收缩段12和水洞试验段13构成，扩张段7、稳流段10、收缩段12和水洞试验段13之间通过法兰连接。
所述扩张段7呈矩形喇叭口状，整体为喇叭口形状，截面为矩形。扩张段7的小口径端连接与水槽出水口4相连的造流系统的出水管道5，另一端的喇叭口端连接稳流段10。扩张段7采用碳钢材料制成。
所述稳流段10为矩形管道，前端口连接扩张段7，后端口连接收缩段12。稳流段10后段内设置多层整流板11，整流板11上整流格的大小逐渐减小，用于使水流的流线逐渐均匀平直，用于保持流量稳定。稳流段10采用碳钢材料制成。
所述收缩段12呈喇叭口状，截面为矩形，侧壁采用三维维式(Witozinsky)曲线设计，以保证出流速度的均匀性。所述收缩段12的前端口连接稳流段11，后端口连接水洞试验段13。收缩段12采用碳钢材料制成。
所述水洞试验段13为矩形管道，两侧壁为透明钢化玻璃，便于试验观察和光学测量。上下两面为不锈钢材料，上壁板可打开，以便试验对象和测量传感器的安装。水洞试验段13前端口连接收缩段12，后端口连接与水槽进水口2相连的进水管道15。
所述造流系统由进水管道15、出水管道5和造流泵6组成。进水管道15和出水管道5垂直设置在水槽1和水洞之间。出水管道5连接水槽1的出水口4与水洞扩张段小口径端，进水管道15连接水槽1的进水口2与水洞试验段13后端。进水管道15连接水洞试验段13的拐角处设置导流片14，导流片14采用弧型设计，用于保持水流的平稳。
所述造流泵6设置在水槽1的出水口2下方的出水管道5外侧，由底座支撑。所述造流泵6通过法兰与出水管道连接。

Claims (4)

1.一种多功能垂直循环造流试验设施，其特征在于：包括水槽、水洞和造流系统，水槽位于上层，水洞位于下层，造流系统的进水管道和出水管道把水槽和水洞连接起来，形成内部连通封闭的水流垂直循环回路；
所述水槽为上部开口的长方体结构，两端和槽底为钢筋混凝土材料，侧壁为钢化玻璃；所述水槽两端的底部设置进水口和出水口，进水口和出水口分别与造流系统的进水管道和出水管道连接；
所述水槽的进水口一侧设置整流箱，整流箱固定在水槽进水口一侧的槽底上，整流箱中心垂线与槽底垂直，所述整流箱顶端高于液面；
所述水洞的主体为矩形管道结构，设置在水槽下面，水洞的中心轴线与水槽中心轴线平行；所述水洞的两端分别由造流系统的进水管道和出水管道连接水槽两端底部的进水口和出水口，水洞的底部由底座固定；所述水洞由扩张段、稳流段、收缩段和水洞试验段构成，扩张段、稳流段、收缩段和水洞试验段之间通过法兰连接；
所述水洞的扩张段为矩形喇叭口状，整体为喇叭口形状，截面为矩形；所述扩张段的小口径端连接与水槽出水口相连的造流系统的出水管道，另一端的喇叭口端连接稳流段；
所述水洞的稳流段包括三段矩形管道，前端口连接扩张段，后端口连接收缩段；所述稳流段后段内设置多层整流板，整流板上整流格的大小逐渐减小，用于使水流的流线逐渐均匀平直，用于保持流量稳定；
所述水洞的收缩段呈喇叭口状，截面为矩形，侧壁采用三维维式曲线设计，以保证出流速度的均匀性；所述收缩段的前端口连接稳流段，后端口连接水洞试验段；
所述水洞的水洞试验段为矩形结构，两侧壁为透明钢化玻璃，上下两面为不锈钢材料，上壁板可打开；所述水洞试验段前端口连接收缩段，后端口连接与水槽进水口相连的进水管道。
2.根据权利要求1所述的多功能垂直循环造流试验设施，其特征在于：所述整流箱由环氧树脂板的方形整流格层叠而成，每个整流格的水平轴线与槽底平行。
3.根据权利要求1所述的多功能垂直循环造流试验设施，其特征在于：所述造流系统的进水管道连接水洞试验段的拐角处设置导流栅，导流栅中的导流片采用弧型设计，用于保持水流的平稳。
4.根据权利要求1所述的多功能垂直循环造流试验设施，其特征在于：所述造流系统的造流泵设置在水槽的出水口下方的出水管道的外侧，由底座支撑；所述造流泵通过法兰与出水管道连接。
CN201511014727.6A 2015-12-29 2015-12-29 一种多功能垂直循环造流试验设施 Expired - Fee Related CN105444986B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511014727.6A CN105444986B (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种多功能垂直循环造流试验设施

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511014727.6A CN105444986B (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种多功能垂直循环造流试验设施

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105444986A CN105444986A (zh) 2016-03-30
CN105444986B true CN105444986B (zh) 2018-11-16

Family

ID=55555446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511014727.6A Expired - Fee Related CN105444986B (zh) 2015-12-29 2015-12-29 一种多功能垂直循环造流试验设施

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105444986B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107167295B (zh) * 2017-04-20 2019-05-07 南京理工大学 立式承压温度可调实验水洞
CN107621351A (zh) * 2017-08-28 2018-01-23 江苏大学 一种钝体绕流实验装置
CN108645757B (zh) * 2018-05-03 2019-12-24 华中科技大学 一种测量超疏水表面有效滑移长度的装置及方法
CN109238638B (zh) * 2018-08-07 2020-12-15 天津大学 一种模拟真实海洋环境的新型水洞实验系统
CN109060300B (zh) * 2018-10-23 2020-04-10 河北工业大学 一种可双向流动的多相流立式水洞
CN109520689B (zh) * 2018-10-24 2020-08-04 天津大学 一种模拟水下多点地震输入的试验方法
CN109186939A (zh) * 2018-10-26 2019-01-11 普朗特(天津)工程技术有限公司 一种具有高位水箱的实验水槽
CN109406099B (zh) * 2018-12-11 2020-08-18 西安交通大学 一种低湍流度紧凑式循环水洞实验装置
CN109781378A (zh) * 2018-12-20 2019-05-21 西安交通大学 一种水洞水槽两用实验系统
CN111044257B (zh) * 2019-12-30 2021-08-31 河北工业大学 一种用于水洞或水槽的整流装置
CN112798225B (zh) * 2021-01-21 2023-09-05 中国人民解放军海军工程大学 立式串列双试验段空泡水洞试验装置
CN113008510B (zh) * 2021-01-21 2023-04-14 中国人民解放军海军工程大学 闭式水洞和开式水槽综合试验装置
CN114459731B (zh) * 2022-01-14 2023-03-14 武汉理工大学 一种卧式循环水槽
CN114674529A (zh) * 2022-04-18 2022-06-28 西南石油大学 中高雷诺数下绕流模拟的小型循环水槽及试验测试方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2372682Y (zh) * 1999-03-31 2000-04-05 中国科学院力学研究所 开循环重力驱动卧式低湍流度水洞
CN103149011A (zh) * 2013-03-06 2013-06-12 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 形成高速稳定流场的试验装置及方法
CN203625841U (zh) * 2013-12-11 2014-06-04 中国航天空气动力技术研究院 一种高效水下造流设施廊道
CN104458205A (zh) * 2014-12-08 2015-03-25 国家海洋技术中心 一种循环水流的浪流试验装置
CN104762917A (zh) * 2015-01-08 2015-07-08 中船第九设计研究院工程有限公司 一种深水试验池整体造流方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58223732A (ja) * 1982-06-22 1983-12-26 Nishi Nippon Riyuutai Giken:Kk 流力試験用回流水槽
JPH109998A (ja) * 1996-06-21 1998-01-16 Nishi Nippon Ryutai Giken:Kk 回流水槽騒音低減用インペラ回転位相制御方式

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2372682Y (zh) * 1999-03-31 2000-04-05 中国科学院力学研究所 开循环重力驱动卧式低湍流度水洞
CN103149011A (zh) * 2013-03-06 2013-06-12 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 形成高速稳定流场的试验装置及方法
CN203625841U (zh) * 2013-12-11 2014-06-04 中国航天空气动力技术研究院 一种高效水下造流设施廊道
CN104458205A (zh) * 2014-12-08 2015-03-25 国家海洋技术中心 一种循环水流的浪流试验装置
CN104762917A (zh) * 2015-01-08 2015-07-08 中船第九设计研究院工程有限公司 一种深水试验池整体造流方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105444986A (zh) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105444986B (zh) 一种多功能垂直循环造流试验设施
CN205280325U (zh) 一种多功能垂直循环造流试验设施
CN205538155U (zh) 可控浪流耦合发生及循环装置
CN107063629B (zh) 一种水下减阻表面性能测试装置
CN109403265A (zh) 模拟漫顶溃决的试验装置及试验方法
CN105444985A (zh) 一种嵌入式多功能实验水洞
CN109406099A (zh) 一种低湍流度紧凑式循环水洞实验装置
CN106315730A (zh) 一种新型高速气浮系统
CN107369481A (zh) 气泡反应器测试装置
CN102590480B (zh) 土工离心机试验舱的喷淋水幕式冷却装置
CN102706679A (zh) 一种水冷冷水机组性能试验系统用恒温水箱
CN106706871A (zh) 一种水体总溶解气体观测系统及其应用
CN110186647A (zh) 一种用于循环水槽水跃抹平器的排气装置及其自由液面的循环水槽水力系统
CN205209632U (zh) 一种压力恒定的水射流源装置
CN204437712U (zh) 一种船舶发电机坞内调试所需冷却水引水装置
RU2310179C1 (ru) Аэродинамическая установка-труба
CN106215734A (zh) 一种用于气液两相流实验的高效气液混合器
CN105371946A (zh) 一种压力恒定的水射流源装置
CN209397563U (zh) 模拟漫顶溃决的试验装置
CN214088312U (zh) 一种用于海上风电大体积混凝土的温控冷却设备
Brandner et al. A waterjet test loop for the Tom Fink Cavitation Tunnel
CN110006627B (zh) 一种模拟气垫船冰下气腔传播的实验观测装置
CN210104120U (zh) 应用于单晶炉一体式水冷套结构
CN207203984U (zh) 一种脉冲气动调和罐
CN208091483U (zh) 一种3d打印随形水路工件的验证装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20181116

Termination date: 20191229

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee