CN210834086U - 一种水平水洞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种水平水洞装置，包括沿水流方向依次动力段、扩散段、第一回流拐角段、稳定段、收缩段、试验段、第二回流拐角段，所述动力段是包括电机和流量可调的轴流水泵；所述扩散段是沿水流向第一回流拐角段扩张；所述第一回流拐角段是用于储藏水及导流；所述稳定段是沿水流方向设置蜂窝整流器和至少3层整流网；所述收缩段是从稳定段向实验段收缩，其两端截面比：4～8:1；所述试验段截面为矩形，且不小于400mmФ400mm；所述回流拐角段设置导流片；本实用新型水平水洞是一种紧凑型开放式低速循环结构，具有结构紧凑、占地面积小、移动方便、开放式循环结构、试验段透明可视、流速范围可调，且流速调节范围大，具有控制精度高，稳定性好等特点。

Description

一种水平水洞装置

技术领域

本实用新型涉及一种水动力学试验研究领域，尤其是涉及一种水平水洞装置。

背景技术

水动力学实验的一种设备，可用来研究边界层、尾流、湍流、空化、水弹性等现象，以及水流与试验物体之间的作用力。水洞是一个流速和压力可以分别控制的水循环系统。水洞的试验段截面有圆形的，方形的，也有矩形的。水洞的上、下、前、后都有观察窗。同拖曳水池正好相反，在水洞中移动的不是试验物体，而是可控水流。水洞的运转性能类似亚声速风洞，只是试验介质不同。

现有技术中，现有的水洞大多数室内占地面积大大，投资成本高等问题，这些问题在一定程度上限制了诸多依托水洞进行的相关水动力学试验研究的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种水平水洞装置，具有结构紧凑、占地面积小、移动方便、开放式循环结构、试验段透明可视、流速范围可调，且流速调节范围大，具有控制精度高，稳定性好等特点。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种水平水洞装置，包括动力段、扩散段、第一回流拐角段、稳定段、收缩段、试验段、第二回流拐角段，所述动力段是包括电机和流量可调的轴流水泵；所述扩散段是沿水流方向扩张；所述第一回流拐角段是用于储藏水及导流；所述稳定段沿水流方向设置是蜂窝整流器和至少3层整流网；所述收缩段是从稳定段向实验段收缩，收缩范围：4～8:1；所述试验段截面为矩形，且不小于400mmФ400mm；所述第二回流拐角段设置导流片。

优选地，所述结构是立式回流结构。

优选地，所述动力段选用轴流式水泵。

优选地，所述扩散段是沿水流方向扩张。

优选地，所述稳定段收缩比：8:1。

优选地，所述蜂窝整流器的截面呈正六边形蜂窝状，所述整流网的截面为细小方形网格。

优选地，所述稳定段至少设置一个蜂窝整流器和3层整流网。

优选地，所述扩散段是沿水流方向扩张。

优选地，所述试验段是透明可视的，材料选用亚克力有机玻璃。

优选地，所述第二拐角回流段均匀设置导流片。

优选地，所述试验段流速范围：0.05～1m/s，在不同水深时，流速会随之改变。

优选地，所述水平水洞装置在洞体顶部是透明可视的，顶部安装有机玻璃盖板。

优选地，所述水洞装置不超过650kg，含水总重不超过4600kg。

优选地，所述水洞材料选用不锈钢304或塑料及其它不生锈的材料。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，(1)本实用新型所述的水平水洞装置采用立式结构，缩小了占地面积，减少了重量；(2)本实用新型通过底部安装支架和带刹车轮子，方便移动、极大的方便教学、方便从多角度观察试验段研究效果等等；(3)提高了试验段的水流速度：0.05～1m/s，在不同水深时，流速会随之改变；(4)洞体顶部安装透明可视的亚克力盖板，可以清晰观察水洞的流动情况。

附图说明

图1是本实用新型的水平水洞主视图；

图2是本实用新型的水平水洞俯视图；

附图标记：

1、动力段，11、电机，12、轴流水泵，2、扩散段，3、第一拐角回流段，4、稳定段，41、蜂窝器整流器，42、整流网，5、收缩段， 6、试验段，7、第二回流拐角段，71防护网。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本实用新型所揭示的一种水平水洞装置，增大的流速范围，提高了流速精度，缩小了占地面积、减轻了装置的重量、安装轮子、方便移动，是一种适应于各高校实验教学和研究机构科研的回流低速水洞结构。

图1是根据一示例性实施例示出的一种水平水洞的主视图。如图1所示，水平水洞主要包括：由轴流水泵1、电机11、扩散段2、第一回流拐角段3、稳定段4、蜂窝器整流器41、整流网42、收缩段5、试验段6、第二回流拐角段7、防护网 71组成。

具体地，结合图2俯视图所示，动力段1由电机11和轴流水泵12组成，轴流水泵12流速可调且流量范围大、水流的均匀，湍流度低等特性，大大提高了系统的流速精度；扩散段2将水流的动能转换为压力能，降低了系统的能力损失；本实施例中，扩散段2的圆台形状的，截面是梯形；第一回流拐角段主要是储水功能，保证水洞循环供应；稳定段4截面成方形，沿水流方向依次布置蜂窝状整流器41和网格状整流网42进行整流，保证进入收缩段5之前的水流的均匀性好，湍流度低；收缩段5从稳定段4向试验段6方向(即沿水流方向)的横截面逐渐缩小，其内表面为沿水流方向收缩的曲面，用于保证水流均匀性。优选地，本实施例中，收缩段5两端的面积比为8:1为最佳实施方式。

试验段6内固定水动力学相关的模型，本实施例中，试验段6的截面为矩形，且试验段6为可视化的，其材质为亚克力有机玻璃。为了更全面地观察和研究水动力学原理的模型受力情况，本实用新型在保证各部分构件的性能的基础上，增大试验段6尺寸为不小于：400Ф400m，其中尺寸400Ф400m为最佳实施方式。试验段6尺寸增大后，可放入更大尺寸的实验模型，扩大了水洞的适用模型范围，便于更全面地观察、研究实验模型的水动力学特性。优选地，试验段6的顶部可拆卸，这样便于更换模型；第二回流拐角段7均匀设置导流片，用于水的导流，减少能量损失，第二回流拐角段7安装防护网71，防止有模型误入损坏轴流水泵1，本结构流速范围：0.05～1m/s。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种水平水洞装置，其特征在于，包括水洞洞体，所述洞体沿水流方向依次连接动力段、扩散段、第一回流拐角段、稳定段、收缩段、试验段、第二回流拐角段，所述动力段包括电机和流量可调的轴流式水泵；所述扩散段沿水流方向扩张；所述第一回流拐角段用于储藏水及导流；所述稳定段沿水流方向设置，所述稳定段包括蜂窝整流器和至少3层整流网；所述收缩段是从稳定段向实验段收缩，收缩范围：4～8:1；所述试验段截面为矩形，且不小于400mmФ400mm；所述第二回流拐角段设置导流片。

2.根据权利要求1所述的水平水洞装置，其特征在于，所述水洞洞体是立式回流结构。

3.根据权利要求1所述的水平水洞装置，其特征在于，所述动力段包括轴流式水泵。

4.根据权利要求1所述的水平水洞装置，其特征在于，所述轴流式水泵的电机是变频的，水泵流速范围可调。

5.根据权利要求1所述的水平水洞装置，其特征在于，所述收缩段收缩比8:1。

6.根据权利要求1所述的水平水洞装置，其特征在于，所述蜂窝整流器的截面呈正六边形蜂窝状，所述整流网的截面为细小方形网格。

7.根据权利要求1所述的水平水洞装置，其特征在于，所述扩散段呈圆台形状。

8.根据权利要求1所述的水平水洞装置，其特征在于，所述试验段是透明可视的，材料选用亚克力有机玻璃。

9.根据权利要求1所述的水平水洞装置，其特征在于，所述第二回流拐角段均匀设置导流片。

10.根据权利要求1所述的水平水洞装置，其特征在于，所述水平水洞装置还包含在洞体底部安装支架，所述支架底部装有带刹车的轮子。

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