CN209342334U - 一体式自循环局部水头损失实验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体式自循环局部水头损失实验仪。该实验仪为一体式设计，包括自循环供水器。自循环供水器为封闭式盒体，其中装有实验水体。恒压水箱以自循环供水器的顶面作为底面，分为溢流区、恒压区和稳水区三个区。其中，溢流区底部与下水管上端相连。稳水区底部与上水管相连。恒压区底部与竖直设置的第一连通管路及第二连通管路上端相连。实验管道由粗管段及细管段两个管段组成。实验管道两端分别连接第一连通管路及第二连通管路。本实用新型采用了独立自循环恒压供水系统，操作简便直观，且适合于现代教学要求，同时也节省了实验布置场地。

Description

一体式自循环局部水头损失实验仪

技术领域

本实用新型属于化工实验仪器领域，尤其涉及一种一体式自循环局部水头损失实验仪。

背景技术

由局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而引起的水头损失称为局部水头损失，其物理意义是:流体经局部阻碍时，因惯性作用，主流与壁面脱离，其间形成漩涡区，漩涡区流体质点强烈紊动，消耗大量能量；此时漩涡区质点不断被主流带向下游，加剧下游一定范围内主流的紊动，从而加大能量损失；局部阻碍附近，流速分布不断调整，也将造成能量损失。

现今局部水头损失试验仪具有体积庞大、操作繁琐的特点。并且导致了通过现有实验难以很好地达到实验效果

发明内容

本实用新型的目的在于现有技术缺陷，并提供一种一体式自循环局部水头损失实验仪。

一种一体式自循环局部水头损失实验仪为一体式设计，包括自循环供水器；所述自循环供水器为封闭式盒体，其中装有实验水体；所述恒压水箱以自循环供水器的顶面作为底面；所述恒压水箱内设有竖直平行设置的溢流板及稳水板；溢流板及稳水板与恒压水箱的侧壁及底面紧密连接，且将恒压水箱分为溢流区、恒压区和稳水区三个区；其中溢流板位于溢流区与稳水区之间，稳水板位于稳水区与恒压区之间；所述稳水板侧向开有稳水孔以连通稳水区与恒压区；所述稳水区底部与上水管相连，并通过上水管连接水泵出口；所述水泵置于自循环供水器内；所述溢流区底部与下水管上端相连；下水管位于自循环供水器内，且下端出口位于水面以下；所述恒压区底部与竖直设置的第一连通管路及第二连通管路上端相连，且第一连通管路及第二连通管路下端位于水面以上；第一连通管路及第二连通管路的上下段均设置流量调节阀，分别为第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀及第四调节阀；所述自循环供水器内还设有一水平设置的实验管道，实验管道由粗管段及细管段两个管段组成；所述实验管道两端分别连接第一连通管路及第二连通管路，且与第一连通管路及第二连通管路的连接口均位于各自连通管路的流量调节阀之间；所述实验管道上布置有若干个静压测点；所述静压测点均有一个对应的测压管与其相连。

作为优选，所述实验管道的粗管段及细管段长度相等。

作为优选，所述静压测点的数量为10个。

作为优选，所述静压测点中的5个位于粗管段上，另外5个位于细管段。

作为优选，位于粗管段及细管段上静压测点的间距均等同于各自段管道直径。

作为优选，所述测压管上设有与其平行的滑尺。

作为优选，所述测压管及滑尺均设置于测压架内。

本实用新型的优点：

1)采用一体式设计，体积小巧，便于移动；如此设计可以更方便实验的进行；

2)采用了独立自循环恒压供水系统，重复利用实验水体，节约资源。

附图说明

图1为一体式自循环局部水头损失实验仪结构示意图。

图2为测压架的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示装置为本发明一种较佳实施例。

在该实施例中，一体式自循环局部水头损失实验仪为一体式设计，包括自循环供水器1。所述自循环供水器1为封闭式盒体，其中装有实验水体。所述恒压水箱5以自循环供水器1的顶面作为底面。所述恒压水箱5内设有竖直平行设置的溢流板6及稳水板7。溢流板6及稳水板7与恒压水箱5的侧壁及底面紧密连接，且将恒压水箱5分为溢流区、恒压区和稳水区三个区。其中溢流板6位于溢流区与稳水区之间，稳水板7位于稳水区与恒压区之间。所述稳水板7侧向开有稳水孔以连通稳水区与恒压区。所述稳水区底部与上水管3相连，并通过上水管3连接水泵2出口。所述水泵2置于自循环供水器1内。所述溢流区底部与下水管4上端相连。下水管4位于自循环供水器1内，且下端出口位于水面以下。所述恒压区底部与竖直设置的第一连通管路及第二连通管路上端相连，且第一连通管路及第二连通管路下端位于水面以上。第一连通管路及第二连通管路的上下段均设置流量调节阀，分别为第一调节阀8、第二调节阀9、第三调节阀11及第四调节阀12。

所述自循环供水器1内还设有一水平设置的实验管道10，实验管道10由粗管段及细管段两个管段组成。所述实验管道10的粗管段及细管段长度相等。所述实验管道10两端分别连接第一连通管路及第二连通管路，且与第一连通管路及第二连通管路的连接口均位于各自连通管路的流量调节阀之间。所述实验管道10上布置有10个静压测点。所述静压测点中的5个位于粗管段上，另外5个位于细管段。位于粗管段及细管段上静压测点的间距均等同于各自段管道直径。所述静压测点均有一个对应的测压管与其相连。所述测压管上设有与其平行的滑尺。所述测压管14及滑尺15均设置于测压架13内。

本实用新型的工作过程是：开启水泵，保持水箱溢流，开启阀门9调节流量阀门11，关闭阀门8和12，读出读数，开启阀门8调节流量阀门12，关闭阀门9和11，读出读数。实验原理

由于流体边界的急剧变化所产生的阻力称局部阻力，克服局部阻力引起的水头损失称局部水头损失。从内部机理上局部阻力或是由于边界面积大小变化引起的边界层分离现象产生，或是流动方向改变时形成的螺旋流动造成，或者两盒都存在螺旋流动造成的局部阻力，通常，局部水头损失用局部阻力系数和流速水头的乘积表示，即

其中突然扩大的局部水头损失与阻力系数：

或

对于突然缩小的局部阻力系数为：

实验方法为：

(1)使水泵通电，待水溢过溢流板最高点后，关上第三调节阀11和第四调节阀12。等测压管稳定后读数，若每根测压管读数有几根不相同，则需要调整测压架，使其每根读数一样，哪侧高抬哪侧。

(2)开启第二调节阀9及第三调节流量阀门11，关闭第一调节阀8和第四调节阀12。并读出稳定后的测压管读数。然后开启第一调节阀8和第四调节阀12，关闭第二调节阀9及第三调节阀11，读出稳定后的测压管读数。最后根据读数作出水头线图，与理论的水头线图进行比较，得出理论与事实不符的结论。

Claims (7)

1.一种一体式自循环局部水头损失实验仪，其特征在于，其为一体式设计，包括自循环供水器(1)及恒压水箱(5)；所述自循环供水器(1)为封闭式盒体，其中装有实验水体；所述恒压水箱(5)以自循环供水器(1)的顶面作为底面；所述恒压水箱(5)内设有竖直平行设置的溢流板(6)及稳水板(7)；溢流板(6)及稳水板(7)与恒压水箱(5)的侧壁及底面紧密连接，且将恒压水箱(5)分为溢流区、恒压区和稳水区三个区；其中溢流板(6)位于溢流区与稳水区之间，稳水板(7)位于稳水区与恒压区之间；所述稳水板(7)侧向开有稳水孔以连通稳水区与恒压区；所述稳水区底部与上水管(3)相连，并通过上水管(3)连接水泵(2)出口；所述水泵(2)置于自循环供水器(1)内；所述溢流区底部与下水管(4)上端相连；下水管(4)位于自循环供水器(1)内，且下端出口位于水面以下；所述恒压区底部与竖直设置的第一连通管路及第二连通管路上端相连，且第一连通管路及第二连通管路下端位于水面以上；第一连通管路及第二连通管路的上下段均设置流量调节阀，分别为第一调节阀(8)、第二调节阀(9)、第三调节阀(11)及第四调节阀(12)；所述自循环供水器(1)内还设有一水平设置的实验管道(10)，实验管道(10)由粗管段及细管段两个管段组成；所述实验管道(10)两端分别连接第一连通管路及第二连通管路，且与第一连通管路及第二连通管路的连接口均位于各自连通管路的流量调节阀之间；所述实验管道(10)上布置有若干个静压测点；所述静压测点均有一个对应的测压管(14)与其相连。

2.如权利要求1所述的一体式自循环局部水头损失实验仪，其特征在于，所述实验管道(10)的粗管段及细管段长度相等。

3.如权利要求1所述的一体式自循环局部水头损失实验仪，其特征在于，所述静压测点的数量为10个。

4.如权利要求3所述的一体式自循环局部水头损失实验仪，其特征在于，所述静压测点中的5个位于粗管段上，另外5个位于细管段。

5.如权利要求4所述的一体式自循环局部水头损失实验仪，其特征在于，位于粗管段及细管段上静压测点的间距均等同于各自段管道直径。

6.如权利要求1所述的一体式自循环局部水头损失实验仪，其特征在于，所述测压管(14)上设有与其平行的滑尺(15)。

7.如权利要求6所述的一体式自循环局部水头损失实验仪，其特征在于，所述测压管(14)及滑尺(15)均设置于测压架(13)内。