一种流体力学实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种流体力学实验装置，包括实验台、实验台支架、供水水箱系统、测量管路系统、集水水箱系统和收集回流系统；测量管路系统包括实验管、压力计、流量调节阀和管道固定支架；实验管通过管道固定支架安装在实验台上；管道固定支架位置可调节安装于实验台上；实验管包括直管和测量管；直管与供水水箱系统连通；直管和测量管可拆卸连接；实验管上至少设有两个压力计，分别位于测量管两侧管道上；直管上设有流量调节阀。与现有技术相比，本发明专利技术具有测量管路方便更换，实验数据采集准确、高效，使用过程简单、安全、可靠，设有收集回流系统减少浪费消耗等优点。

A Fluid Dynamics Experimental Device

The invention relates to a fluid mechanics experimental device, which comprises an experimental platform, an experimental platform bracket, a water supply tank system, a measuring pipeline system, a water catchment tank system and a collecting and refluxing system; a measuring pipeline system comprises an experimental pipe, a pressure gauge, a flow regulating valve and a pipeline fixing bracket; an experimental pipe is installed on the experimental platform through a pipeline fixing bracket; and the position of the pipeline fixing bracket can be adjusted and installed. Installed on the test bench; the test pipe includes straight pipe and measuring pipe; the straight pipe is connected with the water supply tank system; the straight pipe and measuring pipe are detachable; at least two pressure gauges are installed on the test pipe, which are located on both sides of the measuring pipe; and the flow regulating valve is installed on the straight pipe. Compared with the prior art, the invention has the advantages of convenient replacement of the measuring pipeline, accurate and efficient experimental data acquisition, simple, safe and reliable use process, and less waste and consumption with a collection and reflux system.

【技术实现步骤摘要】
一种流体力学实验装置
本专利技术涉及一种实验设备装置，尤其是涉及一种流体力学实验装置。
技术介绍
科学研究、实践教学离不开实验，参数的获取，理论的验证，结果的检测等等都需要通过做实验。作为科学学科中的一大类学科，流体力学研究的内容非常广泛，而且具有一定的研究难度，时常需要获取一些流体的物理属性，那么就需要通过做实验来取得这些数据，在大学的学科中，流体力学课程要研究一些经典的流体力学理论，做实验能让学生等在自己的亲自操作下获得实验数据取验证理论的使用，是一种高效的实践教学方法，被绝大多数的学校等教育事业机构所推崇。虽然如此，但是传统的流体力学实验设备装置仍然存在以下问题：1)实验对象单一，现有的实验装置都是针对长直管道中的流体进行研究，而在实际应用领域中弯曲或者卷绕的管道应用极其广泛，但是现有流体力学实验装置中没有关于弯曲或者卷绕管道的流体力学实验设备装置。2)实验功能单一，单个实验装置只能用于一项实验，实验的效率很低，而且需要耗费大量时间进行实验准备和设备维护保养。3)测量精度低，传统的流体力学实验中常用毕托管和压力管来测定流量与压力，数据读取需要耗费大量时间且读取到的数据精度较低。4)自动化程度低，传统的流体力学实验数据的读取都依靠手动抄写，在实验过程中经常需要多次记录实验数据求得平均值以确保实验数据的准确性。基于上述问题，本专利技术提供了一种流体力学实验装置。中国专利CN207199161U公布了一种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。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。但是，该专利仅仅公布了针对直管的流体力学实验，不能满足弯曲或者卷绕的管道的实验情况；并且该实验装置采用压差管和转子流量计进行测量数据，实验数据读取时间长，实验的自动化程度低。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种流体力学实验装置，能完成弯曲或者卷绕管道中流体力学实验，数据测量精高，实验数据自动采集与记录。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种流体力学实验装置，包括实验台、实验台支架、供水水箱系统、测量管路系统、集水水箱系统和收集回流系统；所述实验台和实验台支架固定连接，所述供水水箱系统置于所述实验台上；所述测量管路系统与所述实验台固定连接，并与供水水箱系统相连通；所述集水水箱系统包括集水水箱和置于集水箱里的水泵，所述水泵的上水管与所述供水水箱系统管道连接；所述收集回流系统包括计量漏斗，用于测量液体的体积。所述计量漏斗固定安装于所述实验台或实验台支架上；所述测量管路系统包括实验管、压力计、流量调节阀和管道固定支架；所述实验管通过管道固定支架安装在所述实验台上；所述管道固定支架位置可调节安装于所述实验台上；所述实验管包括直管和测量管；所述直管与供水水箱系统连通；所述直管和测量管可拆卸连接；所述实验管上至少设有两个压力计，分别位于测量管两侧管道上；所述直管上设有流量调节阀。所述管道固定支架通过紧固件连接与所述实验台上，所述实验台与每个所述管道固定支架的连接处均设有若干个于紧固件配套的固定孔。所述紧固件为螺丝、螺栓或定位销钉。所述管道固定支架位置可调节安装于所述实验台上还可以通过以下方式实现：所述实验台上设有导轨，所述管道固定支架与所述导轨滑动连接，所述管道固定支架通过紧固件固定在所述导轨上。紧固件为快拆扣，快拆螺丝和紧固螺栓等。所述测量管选自直管道、弯曲管道或卷绕管道。直管、测量管和压力计之间的可拆卸连接方式为法兰连接或者螺纹连接。由于设置了位置可调节的固定支架以及将实验管分为可拆卸连接的直管和测量管，本专利技术的测量管路系统可根据不同实验更换不同管路与传感器的组合；进行试验时，仅需要挑选测量管，将测量管与直管以及压力计和调节阀连接，根据测量管路的形状，选择实验台上预设的合适的固定孔，用紧固件将管道固定夹固定到固定孔处，再用管道固定支架将测量管固定，则完成测量管路系统的更换和组装，进行试验即可，组装过程方便快捷。所述供水水箱系统包括供水水箱、溢流隔板、隔流板、供水管、溢流回水管和出水管；所述供水水箱置于所述实验台上；所述溢流隔板、隔流板分别固定在所述供水水箱中；所述溢流回水管的两端分别连接所述供水水箱底部和集水水箱；所述供水管的两端分别连接所述供水水箱底部和水泵的上水管；所述出水管与所述直管连接。所述隔流隔板高度低于溢流隔板高度。供水水箱隔流隔板将水箱中的水流入口区域和稳定水流出口区域隔开。供水水箱系统能够提供恒压水流，水由所述供水管进入所述供水水箱，水将先充满所述溢流隔板、所述隔流板间的空间，继续注水，所述隔流板右侧的空间将注满水，当两个空间全部注满水后，继续注水，直到水面漫过所述溢流隔板，溢出的水通过所述溢流回水管流出水箱；隔流板将供水管的高速水流产生的影响阻隔，使所述隔流板右侧区域水流维持稳定不被左侧水流干扰，所述溢流隔板高于所述隔流板，水面会维持在所述溢流隔板的高度，在所述出水管处得到恒压稳定水流。所述供水水箱系统还包括有色水盒和有色水管；所述供水水箱上设有水箱盖，降低外界气流对水压的影响；所述有色水盒固定安装于所述水箱盖上，所述有色水管与有色水盒连通。所述有色水盒装有自行消色的有色水；所述有色水管为L型水管。优选地，有色水盒装有自行消色的墨水，墨水流经所述有色水管，与实验液体混合后进入所述出水管，用于观察水流的稳定性流态。为了便于观察，供水水箱和实验管均采用透明材料制作。所述收集回流系统还包括回流管，所述计量漏斗固定安装于实验平台的端部，所述回流管连接所述集水水箱和计量漏斗。液体经过所述测量管路系统后，为对液体进行再处理与循环利用液体，减少浪费，由收集回流系统进行回收实验液体，而有色液体具有自行消色的性质，避免了自循环水的污染。所述流量调节阀固定安装于所述实验管的末端；所述流量调节阀、压力计均通过PLC与显示控制屏相连。本专利技术中采用自动调节阀代替手动调节阀，通过PLC远程调节调节阀的开度，试验过程更加便捷，提高了试验效率；采用压力计代替原来实验装置中的毕托管，通过PLC控制器自动采集与显示压力计读数，增强了系统的抗干扰能力，提高了测量精度，简化了试验装置。PLC控制器与显示控制屏的连接，提高了系统的可视性与兼容性。与现有技术相比，本专利技术能够有效地获得弯曲或者卷绕管道内流体的流体力学特性，并能方便的进行长直管道、弯曲或卷绕管道的替换，能够对不同管道内流体的流体力学特性进行验证，也能解决现有流体力学实验装置设备实验对象单一的缺点；本专利技术采用压力计和流量调节阀进行数据采集，可以准确快速高效地采集实验系统中的流体力学特性参数，能解决传统流体力学实验装置设备精度与自动化程度低的问题；本专利技术使用过程简单、安全、可靠，广泛适用于流体力学实验装置，有效地提高了实验多样性、实验安全可靠性及实验真实性，同时有效地为流体力学实验者提供更好的实验平台和实验环境，一定程度上为流体力学实验领域做出了贡献，具有很好的实用价值和推广价值。附图说明图1为本专利技术的立体结构图；图2为本专利技术的主视结构图；图3为本专利技术中的供水水箱系统的结构图；图4为本专利技术中的测量管路系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体力学实验装置，包括实验台(11)、实验台支架、供水水箱系统(12)、测量管路系统(13)、集水水箱系统(14)和收集回流系统(15)；所述实验台(11)和实验台支架固定连接，所述供水水箱系统(12)置于所述实验台(11)上；所述测量管路系统(13)与所述实验台(11)连接，并与供水水箱系统(12)相连通；所述集水水箱系统(14)包括集水水箱(141)和置于集水箱里的水泵(142)，所述水泵(142)的上水管与所述供水水箱系统(12)管道连接；所述收集回流系统(15)包括计量漏斗(151)，所述计量漏斗(151)安装于所述实验台(11)或实验台支架上；其特征在于，所述测量管路系统(13)包括实验管、压力计(133)、流量调节阀(135)和管道固定支架(132)；所述实验管通过管道固定支架(132)安装在所述实验台(11)上；所述管道固定支架(132)位置可调节安装于所述实验台(11)上；所述实验管包括直管(131)和测量管(134)；所述直管(131)与供水水箱系统(12)连通；所述直管(131)和测量管(134)可拆卸连接；所述实验管上至少设有两个压力计(133)，分别位于测量管(134)两侧管道上；所述直管(131)上设有流量调节阀。...

【技术特征摘要】
1.一种流体力学实验装置，包括实验台(11)、实验台支架、供水水箱系统(12)、测量管路系统(13)、集水水箱系统(14)和收集回流系统(15)；所述实验台(11)和实验台支架固定连接，所述供水水箱系统(12)置于所述实验台(11)上；所述测量管路系统(13)与所述实验台(11)连接，并与供水水箱系统(12)相连通；所述集水水箱系统(14)包括集水水箱(141)和置于集水箱里的水泵(142)，所述水泵(142)的上水管与所述供水水箱系统(12)管道连接；所述收集回流系统(15)包括计量漏斗(151)，所述计量漏斗(151)安装于所述实验台(11)或实验台支架上；其特征在于，所述测量管路系统(13)包括实验管、压力计(133)、流量调节阀(135)和管道固定支架(132)；所述实验管通过管道固定支架(132)安装在所述实验台(11)上；所述管道固定支架(132)位置可调节安装于所述实验台(11)上；所述实验管包括直管(131)和测量管(134)；所述直管(131)与供水水箱系统(12)连通；所述直管(131)和测量管(134)可拆卸连接；所述实验管上至少设有两个压力计(133)，分别位于测量管(134)两侧管道上；所述直管(131)上设有流量调节阀。2.根据权利要求1所述的一种流体力学实验装置，其特征在于，所述管道固定支架(132)通过紧固件连接与所述实验台(11)上，所述实验台(11)与每个所述管道固定支架(132)的连接处均设有若干个固定孔。3.根据权利要求1所述的一种流体力学实验装置，其特征在于，所述实验台(11)上设有导轨，所述管道固定支架(132)与所述导轨滑动连接，所述管道固定支架(132)通过紧固件固定在所述导轨上。4.根据权利要求1所述的一种流体力学实验装置，其特征在于，所述测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：强海燕，李万莉，汪晏然，李官原，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31