CN209132128U - 用于测试气掺水粘滞性的试验装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测试气掺水粘滞性的试验装置，包括水气混合喷嘴，水气混合喷嘴的第一进口端分别与密封水桶顶部和空压机连通，水气混合喷嘴的第二进口端与密封水桶的底部连通，微型高精度传感器设置于水气混合喷嘴上方，薄片体上端与微型高精度传感器连接，薄片体下端与水气混合喷嘴连接，薄片体上方还设置有与薄片体相配合的挡水漏斗，微型高精度传感器与计算机电连接。本实用新型提供的用于测试气掺水粘滞性的试验装置，可以解决现有装置只适用于流体的问题，结构简单、性能可靠、操作方便，确保试验结果的精确统计，非常适合于对泄洪雾化、流体力学等方面参数的研究。

Description

用于测试气掺水粘滞性的试验装置

技术领域

本实用新型涉及流体动力学领域，尤其是一种用于测试气掺水粘滞性的试验装置。

背景技术

作层流运动的液体，相邻液层间单位面积上所作用的内摩擦力，会抵抗液层之间相互运动。水资源通过管道的运输、医学中分析研究生命系统的血液等都会涉及粘滞性的计算以及轮船在水中的行驶等都会涉及粘滞性的计算，因此粘滞性在现代科学研究领域具有相当广泛的应用。

泄洪雾化属于水气两相流的水力学知识问题，形成原因极其复杂，包括地形构造、泄洪下游水流形态及其消能方式等各种因素的影响。泄洪雾化的问题近三十年来已广泛引起了人们的关注，尤其是大坝泄洪时产生的雾化，给水利枢纽及其周围的环境带来很大的影响。研究泄洪雾化势必要进行泄洪雾化的数值模拟，而水气混合物粘滞系数是其的一个关键参数。现在通用的粘滞性测试方法只适用于流体，不能满足泄洪雾化参数研究的试验要求，因此，目前亟待一种可以测试水中掺混气体情况的粘滞性的装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于测试气掺水粘滞性的试验装置，可以解决现有装置只适用于流体的问题，结构简单、性能可靠、操作方便，确保试验结果的精确统计，在测定水气混合物的粘滞系数时分别控制气压和水压的大小，精确了水气掺混度的比值，非常适合于对泄洪雾化、流体力学等方面参数的研究。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于测试气掺水粘滞性的试验装置，包括水气混合喷嘴，水气混合喷嘴的第一进口端分别与密封水桶顶部和空压机连通，水气混合喷嘴的第二进口端与密封水桶的底部连通，微型高精度传感器设置于水气混合喷嘴上方，薄片体上端与微型高精度传感器连接，薄片体下端与水气混合喷嘴连接，薄片体上方还设置有与薄片体相配合的挡水漏斗，微型高精度传感器与计算机电连接。

水气混合喷嘴的第一进口端通过带阀门的软管与密封水桶顶部连通。

微型高精度传感器设置于安装板上，挡水漏斗顶部安装于安装板端。

薄片体上端通过上部连接线与微型高精度传感器连接，薄片体下端通过多根下部连接线与水气混合喷嘴连接。

水气混合喷嘴的第一进口端通过三通接头分别与密封水桶顶部和空压机连通。

本实用新型提供的用于测试气掺水粘滞性的试验装置，通过密封水桶和空压机实现水气混合喷嘴薄雾的喷射，同时实现气压和水压的可控，喷出的薄雾保证了雾化效果的均匀性，薄片体在水气雾化作用下收到的压力通过微型高精度传感器传输到计算机上完成气掺水混合物粘滞系数的计算；可以解决现有装置只适用于流体，不能满足泄洪雾化参数研究的试验要求的问题，试验数据由计算机端采集，确保试验结果的精确统计，结构简单、性能可靠、操作方便，以便于水气混合物粘滞系数运用于流体力学参数研究领域；挡水漏斗的设计既分散了水珠，使其不落在薄片板上，避免薄片板所测数据偏大的问题产生，又避免了微型高精度传感器遇水损坏的问题发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种用于测试气掺水粘滞性的试验装置，包括水气混合喷嘴2，水气混合喷嘴2的第一进口端分别与密封水桶1顶部和空压机3连通，水气混合喷嘴2的第二进口端与密封水桶1的底部连通，微型高精度传感器6设置于水气混合喷嘴2上方，薄片体4上端与微型高精度传感器6连接，薄片体4下端与水气混合喷嘴2连接，薄片体4上方还设置有与薄片体4相配合的挡水漏斗5，微型高精度传感器6与计算机8电连接。

水气混合喷嘴2的第一进口端通过带阀门9的软管与密封水桶1顶部连通。

微型高精度传感器6设置于安装板7上，挡水漏斗5顶部安装于安装板7端。

薄片体4上端通过上部连接线11与微型高精度传感器6连接，薄片体4下端通过多根下部连接线12与水气混合喷嘴2连接。

水气混合喷嘴2的第一进口端通过三通接头10分别与密封水桶1顶部和空压机3连通。

水气混合喷嘴2由空气流和液体流互相影响产生薄雾，喷嘴底部设有控制雾化大小的开关。

通过查看空压机3上压力表的数值大小，可以实时控制气压的大小，以此改变掺气量的大小，使得每次都能保证以相同大小的数值变量递增或递减气压。

微型高精度传感器4的型号为MIK-LCS1型称重传感器。

密封水桶1为钢化玻璃水桶，直径20cm，高40cm。

密封水桶1内的水未装满。

薄片体4为PP塑料片，尺寸为40×30×0.3mm。

本实用新型的工作过程如下：

试验装置组装：

步骤1：将水气混合喷嘴2固定于地面，使其保证不会左右晃动；

步骤2：向密封水桶1内灌入部分液体，水气混合喷嘴2第二进口端通过软管与密封水桶1下端连接，提供进水来源，水气混合喷嘴2的第一进口端通过软管连接空压机3，并从该软管上连接三通接头10与密封水桶1上端连通，提供气压力；

步骤3：将薄片体4上端用一根细线固定在微型高精度传感器6上，薄片体4下端用两根细线固定在水气混合喷嘴2上。

步骤4：安装挡水漏斗5。

步骤5：开启微型高精度传感器装置6和计算机8，开始采集数据，完成试验装置的安装。

打开阀门9，打开空压机3，由于受到空压机3气压的压迫，密封水桶1中的水被压入水气混合喷嘴2，同时气压也进入水气混合喷嘴2，雾化现象产生，薄片体4因受到水气雾化的作用产生压力随后通过微型高精度传感器6传输到计算机8上，通过计算机8采集及存储相关数据，将采集的数据导入计算及得到相应的气掺水混合物粘滞系数。

本实用新型的原理是牛顿第三运动定律，相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。平衡状态下满足公式：

mg=F+f_粘

式中m为圆锥体质量，重50g；g为重力加速度，取值9.8m/s²；F为向上的拉力，试验时可由微型高精度传感器6传输到计算机8，由计算机8计算得到，再计算出粘滞力f_粘，由粘滞力f_粘的计算公式即可得到相应的气掺水混合物粘滞系数。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于测试气掺水粘滞性的试验装置，包括水气混合喷嘴（2），其特征在于：水气混合喷嘴（2）的第一进口端分别与密封水桶（1）顶部和空压机（3）连通，水气混合喷嘴（2）的第二进口端与密封水桶（1）的底部连通，微型高精度传感器（6）设置于水气混合喷嘴（2）上方，薄片体（4）上端与微型高精度传感器（6）连接，薄片体（4）下端与水气混合喷嘴（2）连接，薄片体（4）上方还设置有与薄片体（4）相配合的挡水漏斗（5），微型高精度传感器（6）与计算机（8）电连接。

2.根据权利要求1所述的用于测试气掺水粘滞性的试验装置，其特征在于：水气混合喷嘴（2）的第一进口端通过带阀门（9）的软管与密封水桶（1）顶部连通。

3.根据权利要求1所述的用于测试气掺水粘滞性的试验装置，其特征在于：微型高精度传感器（6）设置于安装板（7）上，挡水漏斗（5）顶部安装于安装板（7）端。

4.根据权利要求1所述的用于测试气掺水粘滞性的试验装置，其特征在于：薄片体（4）上端通过上部连接线（11）与微型高精度传感器（6）连接，薄片体（4）下端通过多根下部连接线（12）与水气混合喷嘴（2）连接。

5.根据权利要求1所述的用于测试气掺水粘滞性的试验装置，其特征在于：水气混合喷嘴（2）的第一进口端通过三通接头（10）分别与密封水桶（1）顶部和空压机（3）连通。