CN207199161U - 多功能流体力学实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供多功能流体力学实验装置，包括恒压水源、不锈钢循环水箱、雷诺实验管、伯努利方程实验管、阻力系数测定试验管、第一转子流量计、第二转子流量计和若干压差管；所述雷诺实验管出水端通过第一流量调节阀门连接所述第一转子流量计；所述第二转子流量计的出水端分别通过两个控制阀门与所述伯努利方程实验管的进水端和所述阻力系数测定实验管的进水端连接；所述伯努利方程实验管和所述阻力系数测定实验管的出水端分别设置有流量调节阀门和防半管流装置；所述伯努利方程实验管和所述阻力系数测定实验管的管壁与所述压差管相连通。该装置能将分离的实验管道集中在一套实验装置中，避免了频繁拆装和渗漏，有利于阐述实验原理。

Description

多功能流体力学实验装置

技术领域

本实用新型属于实验仪器领域，具体的说，涉及了一种多功能流体力学实验装置。

背景技术

现有的流体力学实验装置或实验管道分散，一套实验装置只能进行一种流体力学原理实验，进行其他项实验时需拆卸实验管段后再安装相应的实验管段，由于实验管段多为玻璃制品，拆卸安装极为不便，容易造成漏水漏压或管段破损，整个更换过程操作繁琐、费时费力，且实验管道众多，学生自己拆装更换时容易混淆，影响实验效果，以及学生对各原理的理解。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种操作步骤简单、能实现在一个试验装置中进行多项流体实验的多功能流体力学实验装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种多功能流体力学实验装置，它包括试验台和设置在所述试验台上的恒压水源、不锈钢循环水箱、雷诺实验管、伯努利方程实验管、阻力系数测定试验管、第一转子流量计、第二转子流量计和若干压差管；若干所述压差管固定在固定板上；

所述雷诺实验管进水端与所述恒压水源连接，所述雷诺实验管出水端通过第一流量调节阀门连接所述第一转子流量计；

所述第二转子流量计的出水端通过两个控制阀门分别与所述伯努利方程实验管的进水端和所述阻力系数测定实验管的进水端连接；所述第二转子流量计的进水端通过一水泵与所述不锈钢循环水箱相连；

所述伯努利方程实验管的出水端上依次设置有第二流量调节阀门和第一防半管流装置；所述阻力系数测定实验管的出水端上依次设置有第三流量调节阀门和第二防半管流装置；所述伯努利方程实验管与若干所述压差管中的一部分相连通，所述阻力系数测定实验管与剩余所述压差管相连通；所述第一防半管流装置的出水端和所述第二防半管流装置的出水端分别与所述不锈钢循环水箱回水口相连。

需要说明的是，所述第一防半管流装置和所述第二防半管流装置均由一段水平的管道和与其垂直连接的一段倒U形管道构成，其目的是使得所述阻力系数测定实验管和所述伯努利方程实验管里的水排出时必须先经过上述防半管流装置中的倒U形管道才能溢流出去，即所述阻力系数测定实验管和所述伯努利方程实验管里中必须充满水之后才会溢流出去，这就避免了上述试验管路中出现水未充满而流动的半管流现象。

基于上述，所述雷诺实验管、所述伯努利方程实验管和所述阻力系数测定实验管彼此相互平行，形成平行的三条实验管道。

基于上述，所述雷诺实验管出水端还连接有缓冲罐。

基于上述，所述恒压水源包括有机玻璃恒压水箱和固定在所述有机玻璃恒压水箱外侧的红墨水盒，所述红墨水盒的出液口通过墨水管道设置在所述雷诺实验管进水端内部；所述墨水管道上还设置有出液调节阀门；所述有机玻璃恒压水箱上设置有上水管、排水管、溢流管和试验出水口，所述有机玻璃恒压水箱顶部设置有溢流堰；所述试验出水口与所述雷诺实验管进水端连接。

基于上述，所述伯努利方程实验管包括一体设置的细管组件和粗管组件。

基于上述，所述试验台底部设置有万向轮。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型所提供的多功能流体力学实验装置具有以下优点：

（1）该多功能流体力学实验装置中设有不锈钢循环水箱，可对实验用水重新回收利用；

（2）伯努利方程实验管的出水端和阻力系数测定实验管的出水端上均设置有防半管流装置，减少了实验干扰；

（3）所述雷诺实验管连接有有机玻璃恒压水箱，可以维持雷诺实验管管内水流的稳定流动。

附图说明

图1为本实用新型提供的多功能流体力学实验装置整体结构示意图。

图2为本实用新型提供的多功能流体力学实验装置俯视示意图。

图中：1、压差管；2、第二防半管流装置；3、第一防半管流装置；4、雷诺实验管；5、第一转子流量计；6、万向轮；7、缓冲罐； 8、不锈钢循环水箱；9、试验台；10、水泵；11、上水管；12、排水管；13、伯努利方程实验管；14、阻力系数测定实验管；15、有机玻璃恒压水箱；16、红墨水盒；17、溢流区；18、上水区；19、第二转子流量计；20、溢流堰。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供多功能流体力学实验装置，如图1和图2所示，它包括试验台9和设置在所述试验台9上的恒压水源、不锈钢循环水箱8、雷诺实验管4、伯努利方程实验管13、阻力系数测定试验管14、第一转子流量计5、第二转子流量计19和若干压差管1。其中所伯努利方程实验管13包括一体设置的细管组件和粗管组件。若干所述压差管1固定在固定板上。

所述雷诺实验管4进水端与所述恒压水箱连接，所述雷诺实验管4出水端通过第一流量调节阀门连接所述第一转子流量计5。其中，所述恒压水源包括有机玻璃恒压水箱15和固定在所述有机玻璃恒压水箱15外侧的红墨水盒16，所述红墨水盒16的出液口通过墨水管道设置在所述雷诺实验管4进水端内部；所述墨水管道上设置有出液调节阀门；所述有机玻璃恒压水箱15设置有上水管11、排水管12、溢流管和试验出水口。其中为了便于收集水，所述排水管12和所述溢流管底部相连。所述有机玻璃恒压水箱15顶部设置有溢流堰20；通过所述溢流堰20将所述有机玻璃恒压水箱15分为溢流区17和上水区18。所述试验出水口与所述雷诺实验管4进水端连接。

所述第二转子流量计19的出水端通过两个控制阀门分别与所述伯努利方程实验管13的进水端和所述阻力系数测定实验管14的进水端连接；所述第二转子流量计19的进水端通过水泵10与所述不锈钢循环水箱8相连。

所述伯努利方程实验管13的出水端上依次设置有第二流量调节阀门和第一防半管流装置3；所述阻力系数测定实验管14的出水端上依次设置有第三流量调节阀门和第二防半管流装置2；所述伯努利方程实验管13与若干所述压差管1中的一部分相连通，所述阻力系数测定实验管14与剩余所述压差管1相连通。

所述第一防半管流装置3的出水端和所述第二防半管流装置2的出水端分别与所述不锈钢循环水箱8的回水口相连。

为了便于操作，所述雷诺实验管4、所述伯努利方程实验管13和阻力系数测定实验管14彼此相互平行，形成平行的三条实验管道。

为了收集废水，所述雷诺实验管4出水端还连接有缓冲罐7。为了便于移动，所述试验台9底部还设置有万向轮6。

具体地，利用本实施例提供的多功能流体力学实验装置进行试验的步骤如下：

雷诺数测定实验：在用所述雷诺实验管4进行雷诺数测定实验时，需要先开启有机玻璃恒压水箱15的上水管11，当出现溢流时关小所述上水管11维持少量溢流即可；然后打开位于所述红墨水盒16上的出液调节阀门，并通过控制所述第一流量调节阀门改变所述雷诺实验管4内的水流速及流动状态；最后通过所述第一转子流量计5记录相应的流量，同时观察管内红墨水的流动状态，计算雷诺数。

伯努利方程实验：用伯努利方程实验管13进行伯努利方程实验时，首先启动所述水泵10，打开所述伯努利方程实验管13进水端上的控制阀门，并关闭所述阻力系数测定实验管14上的控制阀门和关闭所述伯努利方程实验管13出水端上的第二流量调节阀门，使得所述伯努利方程实验管13内的水面升高；

然后打开所述伯努利方程实验管13出水端上的所述第二流量调节阀门，使管内气泡随水流排出，气泡排净后关闭所述第二流量调节阀门，使得测压管内的水面上升并溢出，达到排净所述测压管内的气泡；

最后打开所述第二流量调节阀门调节所述伯努利方程实验管13内的水流量，并测量记录所述测压管的读数，同时通过所述第二转子流量计19测量流量，由此可计算出水流经过各所述伯努利方程实验管13的水头损失，从而得出所述伯努利方程实验管13内的阻力系数。

阻力系数测定实验：当伯努利方程实验结束后，只需关闭所述伯努利方程实验管13进水端上的控制阀门，打开所述阻力系数测定实验管14的出水端上的第三流量调节阀门和打开所述阻力系数测定实验管14的进水端上的控制阀门，即可完成切换，重复上述测量过程，从而可计算出所述阻力系数测定实验管14水流速，测压孔间距已知，通过记录相应的压差可精确计算出所述阻力系数测定实验管14内部的沿程阻力系数。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种多功能流体力学实验装置，其特征在于，它包括试验台和设置在所述试验台上的恒压水源、不锈钢循环水箱、雷诺实验管、伯努利方程实验管、阻力系数测定试验管、第一转子流量计、第二转子流量计和若干压差管；若干所述压差管固定在固定板上；

所述雷诺实验管进水端与所述恒压水源连接，所述雷诺实验管出水端通过第一流量调节阀门连接所述第一转子流量计；

所述第二转子流量计的出水端通过两个控制阀门分别与所述伯努利方程实验管的进水端和所述阻力系数测定实验管的进水端连接；所述第二转子流量计的进水端通过一水泵与所述不锈钢循环水箱相连；

所述伯努利方程实验管的出水端上依次设置有第二流量调节阀门和第一防半管流装置；所述阻力系数测定实验管的出水端上依次设置有第三流量调节阀门和第二防半管流装置；所述伯努利方程实验管与若干所述压差管中的一部分相连通，所述阻力系数测定实验管与剩余所述压差管相连通；所述第一防半管流装置的出水端和所述第二防半管流装置的出水端分别与所述不锈钢循环水箱回水口相连。

2.根据权利要求1所述的多功能流体力学实验装置，其特征在于，所述雷诺实验管、所述伯努利方程实验管和所述阻力系数测定实验管彼此相互平行，形成平行的三条实验管道。

3.根据权利要求2所述的多功能流体力学实验装置，其特征在于，所述雷诺实验管出水端还连接有缓冲罐。

4.根据权利要求3所述的多功能流体力学实验装置，其特征在于，所述恒压水源包括有机玻璃恒压水箱和固定在所述有机玻璃恒压水箱外侧的红墨水盒，所述红墨水盒的出液口通过墨水管道设置在所述雷诺实验管进水端内部；所述墨水管道上还设置有出液调节阀门；所述有机玻璃恒压水箱上设置有上水管、排水管、溢流管和试验出水口，所述有机玻璃恒压水箱顶部设置有溢流堰；所述试验出水口与所述雷诺实验管进水端连接。

5.根据权利要求4所述的多功能流体力学实验装置，其特征在于，所述伯努利方程实验管包括一体设置的细管组件和粗管组件。

6.根据权利要求5所述的多功能流体力学实验装置，其特征在于，所述试验台底部设置有万向轮。