CN202650351U - 水槽实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水槽实验装置,包括试验台,试验台的下方设置有接水箱和供水箱,供水箱上连接有吸水管和水泵,试验台的上方设置有实验水槽,试验水槽前段位置的上方设置有过水道和行近渠槽,水泵和过水道相通,行进渠槽底板远端开有多个出水孔,行近渠槽的前端设置有量水堰,试验水槽底板的中段安装有活动有机玻璃底板,活动有机玻璃底板上设置有试验用堰和闸门,试验水槽底板的后端安装有试验用活动构件模块,试验水槽的后端设置有尾门,并通过尾门与退水盒相通,退水盒通过退水管与接水箱相通。本实用新型解决了现有实验水槽过体积大,操作维护不便的问题,且测量精度高,适用多种测量实验。
Description
技术领域
本实用新型属于流体力学试验仪器技术领域,具体涉及一种水槽实验装置。
背景技术
明渠水流是水力学的重要组成部分,在水力学教学实验中,主要涉及到堰流、闸孔出流、水跃、明渠流速分布、水面衔接形式、挑流、面流、戽流和底流消能等,这就需要一种专门的设备进行以上的实验。
国内外明渠水流实验的设备主要是水槽实验装置。在二十世纪八十年代以前,传统的实验水槽以大型为主,基础一般多用混凝土制作,实验水槽的实验段用钢架和钢化玻璃制作,占地多,投入大,能耗大,操作不便。最早的实验水槽装置体积和重量很大,还需要在试验中专门配备地下水库、动力间、平水塔和水循环系统。今年来,为了减小占地面积,实验水槽开始向小型化发展,同时也逐渐取消了地下水库、平水塔,水泵的功率也大大的减小,节省了空间和投资。
水槽实验装置由过去的大型变为现在的小型化,其测量精度是实验的关键问题。我们认为过去的水槽实验装置过大,虽然精度高,但占地多,功耗大,操作不便;水槽实验装置的小型化是今后发展的方向,但也不能太短,太短就会失真,尤其是水跃实验,如果水槽下游长度过短,就可能形不成完整的水跃。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种水槽实验装置,解决了现有实验水槽过体积大,操作维护不便的问题,且测量精度高。
本实用新型所采用的技术方案是,一种水槽实验装置,其特征在于,包括试验台,试验台的下方设置有相连接的接水箱和供水箱,供水箱上连接有吸水管,吸水管上连接有水泵,试验台的上方设置有实验水槽,试验水槽前段位置的上方从下到上依次设置有过水道和行近渠槽,水泵通过上水管道竖直向上伸入在过水道内,上水管道的顶部安装有消能罩,行进渠槽底板远端开有多个出水孔,行近渠槽的前端设置有量水堰并通过其与试验水槽相通,试验水槽底板的中段安装有活动有机玻璃底板,活动有机玻璃底板上设置有相配合的试验用堰和闸门,试验水槽底板的后端安装有试验用活动构件模块,试验水槽的后端设置有尾门,并通过尾门与退水盒相通,退水盒通过退水管与接水箱相通。
接水箱和供水管上分别连接有连通管,两个连通管通过法兰相连接。
量水堰的中部开有矩形过水槽。
上水管道包括通过弯管相连接的水平段和竖直段,水平段上连接有活接头,水泵上连接有外丝,水泵和上水管道通过外丝和活接头的配合相连接,消能罩设置在竖直段的顶部,竖直段上还安装有上水阀门。
活动有机玻璃底板通过多个埋头螺丝安装在试验水槽底板上。
行进渠槽内、以及试验水槽内位于试验用堰的前方和后方均安装有测针。
本实用新型的有益效果是,在实验过程中水流为自循环系统,体积小,能用于堰流实验、毕托管测流速实验、闸孔出流实验、水跃消能实验;由于考虑了可更换的实验构件模块,学生可以进行设计性实验,因而功能齐全,该装置长度适中,功能多,测量精度高,结构简单,拆装方便,便于操作维护,制造容易。
附图说明
图1是本实用新型水槽实验装置的结构示意图;
其中,1.接水箱,2.连通管,3.法兰,4.供水箱,5.吸水管,6.水泵,7.外丝,8.活接头,9.上水管道,10.弯管,11.上水阀门,12.开关,13.实验水槽,14.消能罩,15.过水道,16.出水孔,17.行近渠槽,18.量水堰,19.测针,20.活动有机玻璃底板,21.埋头螺丝,22.试验用堰,23.闸门,24.试验用活动构件模块,25.穿线孔,26.尾门,27.退水盒,28.退水管,29.实验台。
具体实施方式
如图1所示,本实用新型水槽实验装置,包括试验台29,试验台29的下方设置有相连接的接水箱1和供水箱4。实验台29上还安装有用于控制水泵6的开关12,实验台29上开有穿线孔25。接水箱1和供水管4上分别连接有连通管2,两个连通管2通过法兰3相连接。供水箱4上连接有吸水管5,吸水管5上连接有水泵6。
试验台29的上方设置有实验水槽13,试验水槽13前段位置的上方从下到上依次设置有过水道15和行近渠槽17。水泵6通过上水管道9竖直向上伸入在过水道15内,上水管道9的顶部安装有消能罩14,行进渠槽17底板远端开有多个出水孔16,行近渠槽17的前端设置有量水堰18并通过其与试验水槽13相通。量水堰18的中部开有矩形过水槽。出消能罩14的水流由过水道15和出水孔16流向行近渠槽17,行近渠槽17的水流通过量水堰18跌落到实验水槽13中。
其中,上水管道9包括通过弯管10相连接的水平段和竖直段,水平段上连接有活接头8,水泵6上连接有外丝7,水泵6和上水管道9通过外丝7和活接头8的配合相连接。消能罩14设置在竖直段的顶部,竖直段上还安装有上水阀门11。
试验水槽13底板的中段通过多个埋头螺丝21安装有活动有机玻璃底板20,活动有机玻璃底板20上设置有试验用堰22和闸门23。试验用堰22为WES曲线堰、宽顶堰或其他实用堰,闸门23为相配合的弧形闸门。
为了进行设计性实验,试验水槽13底板的后端安装有试验用活动构件模块24。试验水槽13的后端设置有尾门26,并通过尾门26与退水盒27相通,退水盒27通过退水管28与接水箱1相通。
为了测量水深,在行进渠槽17内、以及试验水槽13位于试验用堰22的前方和后方均安装有测针19。测针19为活动测针或固定测针。
本实用新型总长度为350cm。行近渠槽17长度为110cm,实验水槽13宽度为13cm,高度为25cm,行近渠槽17宽度为20cm,高度为23cm,实验水槽13前段总高度为131cm,后段高度为100cm。水泵6功率为750瓦。
本实用新型的工作原理是:实验水槽装置主要用于研究明渠水流的水力特性,例如实用堰、宽顶堰的过流能力、流量系数,淹没系数;水流通过溢流堰或闸孔出流时发生的水跃现象;明渠流速分布规律;水面曲线的衔接形式等。
为了测量堰流的过水能力或流量系数或淹没系数,在实验水槽13中设置活动有机玻璃底板,在其上可以轮换装上各种堰形的试验用堰22,例如WES曲线堰或其他曲线堰、折线堰、宽顶堰、薄壁堰等,当水流通过试验用堰22时,由于堰的阻挡作用,堰前水位抬高,如为自由出流,用测针19测出堰上水头,即可计算得到试验用堰22的理论流量。对于实际流量,可以通过测针19测量量水堰18的堰上水深,用国际标准或经验公式求得实际流量,实际流量除以理论流量得到流量系数。
同样,当水流通过试验用堰22和闸门23泄流时,通过试验用堰22的水流为急流,而在下游明渠中的水流往往为缓流,水流从急流过渡到缓流时,必然会发生水跃,就可应用水跃方程计算出跃后水深,计算出跃后水深后,即可用测针19测量跃后的实际水深,验证公式的正确性。
明渠流速分布是明渠水流的主要研究课题,可以用流速仪测量明渠中任一断面的流速分布,分析明渠中的流速分布规律。
调整活动构件模块24的高度和长度,就可以进行消力池池长和池深的设计。在活动有机玻璃底板20上设置各种泄水建筑物,例如挑流消能或面流消能,就可以进行挑流和面流的设计性实验。
Claims (6)
1.一种水槽实验装置,其特征在于,包括试验台(29),所述试验台(29)的下方设置有相连接的接水箱(1)和供水箱(4),所述供水箱(4)上连接有吸水管(5),所述吸水管(5)上连接有水泵(6),
所述试验台(29)的上方设置有实验水槽(13),所述试验水槽(13)前段位置的上方从下到上依次设置有过水道(15)和行近渠槽(17),所述水泵(6)通过上水管道(9)竖直向上伸入在过水道(15)内,所述上水管道(9)的顶部安装有消能罩(14),所述行进渠槽(17)底板远端开有多个出水孔(16),所述行近渠槽(17)的前端设置有量水堰(18)并通过其与试验水槽(13)相通,
所述试验水槽(13)底板的中段安装有活动有机玻璃底板(20),所述活动有机玻璃底板(20)上设置有相配合的试验用堰(22)和闸门(23),
所述试验水槽(13)底板的后端安装有试验用活动构件模块(24),所述试验水槽(13)的后端设置有尾门(26),并通过尾门(26)与退水盒(27)相通,所述退水盒(27)通过退水管(28)与接水箱(1)相通。
2.按照权利要求1所述的水槽实验装置,其特征在于,所述接水箱(1)和供水管(4)上分别连接有连通管(2),所述两个连通管(2)通过法兰(3)相连接。
3.按照权利要求1所述的水槽实验装置,其特征在于,所述量水堰(18)的中部开有矩形过水槽。
4.按照权利要求1所述的水槽实验装置,其特征在于,所述上水管道(9)包括通过弯管(10)相连接的水平段和竖直段,所述水平段上连接有活接头(8),所述水泵(6)上连接有外丝(7),所述水泵(6)和上水管道(9)通过外丝(7)和活接头(8)的配合相连接,所述消能罩(14)设置在竖直段的顶部,所述竖直段上还安装有上水阀门(11)。
5.按照权利要求1所述的水槽实验装置,其特征在于,所述活动有机玻璃底板(20)通过多个埋头螺丝(21)安装在试验水槽(13)底板上。
6.按照权利要求1所述的水槽实验装置,其特征在于,所述行进渠槽(17)内、以及试验水槽(13)内位于试验用堰(22)的前方和后方均安装有测针(19)。
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