CN107909900B - 一种具有稳流导流组件的油流线显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，包括透明的油流线演示盘，油流线演示盘一端连通有进油槽，油流线演示盘另一端设有与其连通的回油槽；油流线演示盘正下方设有混合油箱；混合油箱通过回油管与回油槽连通；混合油箱通过油管连接油泵；油泵输出口通过油管连接掺气装置；掺气装置通过进油管与进油槽连通；进油槽内部为阶梯状，分为高阶槽和低阶槽；高阶槽上设有与油流线演示盘连通的导流栅；导流栅由若干导流板组成；若干所述导流板相邻的两个之间延油流线方向相互平行；导流板靠近油流线演示盘一端为尖端，远离油流线演示盘一端为半圆端，半圆端到尖端呈流线型。
Description
技术领域
本发明属于实验教学演示设备技术领域；具体涉及一种具有稳流导流组件的油流线显示装置。
背景技术
目前，针对流体流动现象，只能靠书本上的文字描写和教师的语言描述，学生往往感到抽象，而难以理解，因此，为了清晰的演示和观测液体流动现象和流动过程，反映流体运动的基本规律和基本特性，急需开发一种可以把“水力学”和“流体力学”课中的圆柱、机翼、柱群绕流等多种流动现象、流线、迹线及其在工程中的应用直观而形象的显示出来的实验教学演示装置。
现有的针对流线、迹线和流谱的演示，最常用的方法有烟风洞法、氢气泡法等，其中，烟风洞法是在洁净的空气中引入烟，由肉眼便可以观察到烟流在空气中的流动图案，而氢气泡法是采用电化学法显示流线，上述的两种流线显示装置均为封闭式结构，且现有的演示装置中流线不稳定，流动不均匀，很容易导致流线不清晰，而且无法实现边界层分离及漩涡流发生的区域和形态等流动图像的展示，特别是当试件的突扩、突缩而发生流线的扭曲现象和旋涡、死区等流动图像均无法实现展示，不具有实用性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种能够提供平稳均匀的气泡，且能够清晰展示油流动状态，使学生加深对流体运动基本规律的认识与理解，以便增强学习兴趣和提高教学质量的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置。
本发明具体技术方案如下：
一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，包括透明的油流线演示盘，所述油流线演示盘一端连通有进油槽，所述油流线演示盘另一端设有与其连通的回油槽；所述油流线演示盘正下方设有混合油箱；所述混合油箱通过回油管与所述回油槽连通；所述混合油箱通过油管连接油泵；所述油泵输出口通过油管连接掺气装置；所述掺气装置通过进油管与所述进油槽连通；所述进油槽内部为阶梯状，分为高阶槽和低阶槽；所述高阶槽上设有与所述油流线演示盘连通的导流栅；所述导流栅由若干导流板组成；相邻两个所述导流板之间沿油流线方向相互平行；所述导流板靠近所述油流线演示盘一端为尖端，远离所述油流线演示盘一端为半圆端，所述半圆端到尖端呈流线型。
优化的，所述低阶槽上还设有稳流装置；所述稳流装置包括设置在所述低阶槽底部与所述进油管连通的稳流管，所述稳流管两端与所述低阶槽内壁连接；所述稳流管中部设有与所述进油管连通的进油口；所述进油口两侧设有若干漏油孔；所述低阶槽一侧顶部设有稳流板，所述稳流板以与所述低阶槽连接处为最高点向所述低阶槽内部倾斜至高阶槽底端表面以下；所述稳流板倾斜的最底端与所述低阶槽一侧内壁存有间隙。
优化的，所述稳流板与水平面所成角度为37度。
优化的，所述掺气装置包括内部设有负压腔的基座和与所述基座一侧螺纹连接的通液管，所述基座上远离所述通液管的一端设有与所述负压腔连通的扩散管，所述扩散管另一端连接所述进油管，所述基座上还连接有与所述负压腔连通的进气管，所述通液管一端与所述连接管连接，所述通液管另一端伸入至所述负压腔内，所述通液管的直径由靠近所述连接管的一端至远离所述连接管的一端逐渐缩小。
优化的，所述扩散管顶部与底部的内壁设有相互对称的两个支撑座；两个所述支撑座通过连杆连接；所述连杆中部垂直连接有转轴；所述转轴另一端固定连接有搅动扇叶。
优化的，所述的进气管靠近所述负压腔一端内部设有单向气阀。
优化的，该装置还包括台架，所述油流线演示盘固定在所述台架上，所述油流线演示盘正下方设有与所述台架固定连接的托盘，所述混合油箱设置在所述托盘顶部；所述油流线演示盘两侧底部设有固定在所述台架上的黑色衬板；所述黑色衬板与所述演示盘底部的距离为10cm；所述油流线演示盘两侧壁设有灯管。
优化的，所述油箱内存储有混合油，所述混合油由重量份数比为1:2的液压油和变压器油混合组成。
优化的，所述台架底部一端设有坡度调节支架，所述坡度调节支架包括两个支撑板和连接在两个所述支撑板之间的升降支座，所述升降支座包括左右对称设置的伸缩连杆组件，两个所述伸缩连杆组件的对称自由端通过横杆铰接，位于所述伸缩连杆组件中部的两个所述横杆上对称开设螺纹孔，所述螺纹孔内穿接丝杠，所述丝杠两端设有与所述螺纹孔内螺纹方向相反的外螺纹。
优化的，所述进油管上设有流量调节阀。
本发明的有益效果如下：本发明提供的油流线显示装置掺气效果更加理想，气泡稳定而且均匀，能够形象而又直观地反映流体运动规律与特性；该装置应用范围广泛，可以广泛应用于化工原理、环境工程、化学工程、化工工艺、给排水工程、热力学工程、生物工程等领域的实验教学；能够通过油流动演示，可使学生加深对流体运动基本规律的认识与理解，以便增强学习兴趣和提高教学质量的。
附图说明
图1为本发明提供的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置的整体图；
图2为本发明提供的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置的进油槽和进油槽内部的导流栅与稳流装置立体图；
图3为图2俯视图；
图4为图2侧视剖面图；
图5为为本发明提供的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置的稳流管剖视图；
图6为本发明提供的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置的掺气装置剖面图；
图7为发明提供的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置的坡度调节支架示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示，本发明提供一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，包括透明的油流线演示盘1，所述油流线演示盘1一端连通有进油槽2，所述油流线演示盘1另一端设有与其连通的回油槽3；所述油流线演示盘1正下方设有混合油箱8；所述混合油箱8通过回油管6与所述回油槽3连通；所述混合油箱8通过油管连接油泵11；所述油泵11输出口通过油管连接掺气装置10；所述掺气装置10通过进油管9与所述进油槽2连通；请参阅图2所示，所述进油槽2内部为阶梯状，分为高阶槽21和低阶槽22；所述高阶槽21上设有与所述油流线演示盘1连通的导流栅211；所述导流栅211由若干导流板21111组成；相邻两个导流板2111之间沿油流线方向相互平行；请参阅图3所示，所述导流板2111靠近所述油流线演示盘1一端为尖端，远离所述油流线演示盘1一端为半圆端，所述半圆端到尖端呈流线型。
进一步的，请参阅图4所示，所述低阶槽22上还设有稳流装置；所述稳流装置包括设置在所述低阶槽22底部与所述进油管9连通的稳流管221，所述稳流管221两端与所述低阶槽22内壁连接；请参阅图5所示，所述稳流管221中部设有与所述进油管9连通的进油口2212；所述进油口2212两侧设有若干漏油孔2211；请参阅图4所示，所述低阶槽22一侧顶部设有稳流板222，所述稳流板222以与所述低阶槽22连接处为最高点向所述低阶槽22内部倾斜至高阶槽21底端表面以下；所述稳流板222倾斜的最底端与所述低阶槽22一侧内壁存有间隙。
油流线演示盘用于演示混合油流动时的状态；掺气装置用于将混合油形成有气泡；进油槽用于处理掺完气的混合油；回油槽用于回收流经油流线演示盘的混合油；稳流管用于初步稳定进油管流入的混合油，稳流板用于再次稳定进入的混合油，使混合油平稳流向导流栅；导流栅用于油气泡呈流线型流入至演示盘内；漏油孔的目的是使流入稳流管内的混合油能够顺利流入低阶槽内。。
进一步的，所述稳流板222与水平面所成角度为37度。
使用时，首先，油泵将油箱内的混合油抽出，并高压进入通管；然后，经掺气装置加入气体以后，经进油管流入进油槽，带有气泡的混合油进入进油槽时与稳流管相遇，由于高压进入所以激射在稳流管顶部，然后混合油经稳流管流向低阶槽，稳流管将混合油的流速稳定下来，随着低阶槽中混合油增多，溢出稳流板，实现混合油的二次稳定，稳定后的带有气泡的混合油，流向导流栅，导流栅将混合油分割呈流线型流入油流线演示盘上，流经演示盘后进入回油槽，在进入混合油箱，实现混合油的循环利用。
实施例2
进一步的，请参阅图6所示，所述掺气装置10包括内部设有负压腔101的基座102和与所述基座102一侧螺纹连接的通液管103，所述基座102上远离所述通液管103的一端设有与所述负压腔101连通的扩散管104，所述扩散管104另一端连接所述进油管9，所述基座102上还连接有与所述负压腔101连通的进气管105，所述通液管103一端与所述油管连接，所述通液管103另一端伸入至所述负压腔101内，所述通液管103的直径由靠近所述油管的一端至远离所述油管的一端逐渐缩小；达到向混合油中掺气的目的。
进一步的，所述扩散管104顶部与底部的内壁设有相互对称的两个支撑座1044；两个所述支撑座1044通过连杆1041连接；所述连杆1041中部垂直连接有转轴1042；所述转轴1042另一端固定连接有搅动扇叶1043；达到搅拌的目的。
进一步的，所述的进气管105靠近所述负压腔101一端内部设有单向气阀106；防止混合油从进气管内漏出。
使用时，所以混合油由通管内高速进入喷液管，并由喷液管的端口喷入至负压腔内；最后，高速动力的混合油在负压腔内产生负压，使负压腔内通过进气管吸入空气，空气与混合油剧烈混合，即形成油气泡，油气泡由扩散管排出至进油管。
实施例3
进一步的，请参阅图1所示，该装置还包括台架12，所述油流线演示盘1固定在所述台架12上，所述油流线演示盘1正下方设有与所述台架12固定连接的托盘7，所述混合油箱8设置在所述托盘7顶部；所述油流线演示盘1两侧底部设有固定在所述台架12上的黑色衬板5；所述黑色衬板5与所述演示盘底部的距离为10cm；所述油流线演示盘1两侧壁设有灯管4；黑色衬板12的设置能够更加清晰的显示演示盘3内的气泡形成的流线，演示效果更好，演示盘3两侧壁设有管灯；侧壁设置的管灯更加便于观察流体的流动。
需要强调的是，为了能够达到更好的观察效果，通过大量的实验验证，黑色衬板12与演示盘3底部的距离为10cm，能够使演示效果更加清晰，观演效果更好。
实施例4
进一步的，所述混合油箱8内存储有混合油，且能够使演示的流线效果更好，所述混合油本实施例采用由重量份数比为1:2的液压油和变压器油混合组成；为了实现较好的产生小气泡。
实施例5
进一步的，请参阅图7所示，所述台架12底部一端设有坡度调节支架16，所述坡度调节支架16包括两个支撑板161和连接在两个所述支撑板161之间的升降支座，所述升降支座包括左右对称设置的伸缩连杆组件162，两个所述伸缩连杆组件162的对称自由端通过横杆163铰接，位于所述伸缩连杆组件162中部的两个所述横杆163上对称开设螺纹孔，所述螺纹孔内穿接丝杠164，所述丝杠164两端设有与所述螺纹孔内螺纹方向相反的外螺纹；起着调节油流线显示盘角度的作用，调高演示效果的目的。
进一步的，所述进油管9上设有流量调节阀12。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，包括透明的油流线演示盘(1)，其特征在于：所述油流线演示盘(1)一端连通有进油槽(2)，所述油流线演示盘(1)另一端设有与其连通的回油槽(3)；所述油流线演示盘(1)正下方设有混合油箱(8)；所述混合油箱(8)通过回油管(6)与所述回油槽(3)连通；所述混合油箱(8)通过油管连接油泵(11)；所述油泵(11)输出口通过油管连接掺气装置(10)；所述掺气装置(10)通过进油管(9)与所述进油槽(2)连通；所述进油槽(2)内部为阶梯状，分为高阶槽(21)和低阶槽(22)；所述高阶槽(21)上设有与所述油流线演示盘(1)连通的导流栅(211)；所述导流栅(211)由若干导流板(2111)组成；相邻两个所述导流板(2111)之间沿油流线方向相互平行；所述导流板(2111)靠近所述油流线演示盘(1)一端为尖端，远离所述油流线演示盘(1)一端为半圆端，所述半圆端到尖端呈流线型；所述装置还包括台架(12)，所述油流线演示盘(1)固定在所述台架(12)上，所述油流线演示盘(1)正下方设有与所述台架(12)固定连接的托盘(7)，所述混合油箱(8)设置在所述托盘(7)顶部；所述油流线演示盘(1)两侧底部设有固定在所述台架(12)上的黑色衬板(5)；所述黑色衬板(5)与所述演示盘底部的距离为10cm；所述油流线演示盘(1)两侧壁设有灯管(4)。
2.根据权利要求1所述的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，其特征在于，所述低阶槽(22)上还设有稳流装置；所述稳流装置包括设置在所述低阶槽(22)底部与所述进油管(9)连通的稳流管(221)，所述稳流管(221)两端与所述低阶槽(22)内壁连接；所述稳流管(221)中部设有与所述进油管(9)连通的进油口(2212)；所述进油口(2212)两侧设有若干漏油孔(2211)；所述低阶槽(22)一侧顶部设有稳流板(222)，所述稳流板(222)以与所述低阶槽(22)连接处为最高点向所述低阶槽(22)内部倾斜至高阶槽(21)底端表面以下；所述稳流板(222)倾斜的最底端与所述低阶槽(22)一侧内壁存有间隙。
3.根据权利要求2所述的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，其特征在于，所述稳流板(222)与水平面所成角度为37度。
4.根据权利要求1所述的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，其特征在于，所述掺气装置(10)包括内部设有负压腔(101)的基座(102)和与所述基座(102)一侧螺纹连接的通液管(103)，所述基座(102)上远离所述通液管(103)的一端设有与所述负压腔(101)连通的扩散管(104)，所述扩散管(104)另一端连接所述进油管(9)，所述基座(102)上还连接有与所述负压腔(101)连通的进气管(105)，所述通液管(103)一端与所述油管连接，所述通液管(103)另一端伸入至所述负压腔(101)内，所述通液管(103)的直径由靠近所述油管的一端至远离所述油管的一端逐渐缩小。
5.如权利要求4所述的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，其特征在于，所述扩散管(104)顶部与底部的内壁设有相互对称的两个支撑座(1044)；两个所述支撑座(1044)通过连杆(1041)连接；所述连杆(1041)中部垂直连接有转轴(1042)；所述转轴(1042)另一端固定连接有搅动扇叶(1043)。
6.根据权利要求5所述的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，其特征在于，所述的进气管(105)靠近所述负压腔(101)一端内部设有单向气阀(106)。
7.根据权利要求1所述的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，其特征在于，所述混合油箱(8)内存储有混合油，所述混合油由重量份数比为1:2的液压油和变压器油混合组成。
8.根据权利要求1所述的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，其特征在于，所述台架(12)底部一端设有坡度调节支架(16)，所述坡度调节支架(16)包括两个支撑板(161)和连接在两个所述支撑板(161)之间的升降支座，所述升降支座包括左右对称设置的伸缩连杆组件(162)，两个所述伸缩连杆组件(162)的对称自由端通过横杆(163)铰接，位于所述伸缩连杆组件(162)中部的两个所述横杆(163)上对称开设螺纹孔，所述螺纹孔内穿接丝杠(164)，所述丝杠(164)两端设有与所述螺纹孔内螺纹方向相反的外螺纹。
9.根据权利要求1所述的一种具有稳流导流组件的油流线显示装置，其特征在于，所述进油管(9)上设有流量调节阀(13)。
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