一种全面自循环局部水头损失实验仪制造技术

技术编号:22349557 阅读:47 留言:0更新日期:2019-10-19 18:09
本实用新型专利技术公开了一种全面自循环局部水头损失实验仪。其具有供水水箱,在供水水箱内设有水泵,实验管道尾部设置流量调节阀,恒压水箱与供水水箱通过上水管和下水管连接,恒压水箱内设有溢流板。溢流板将恒压水箱内划分为溢流区和恒压区,恒压区设置了消波板、稳水板。实验管道上依次布置有多个静压测点、各静压测点分别通过连通管与测压架内各对应测压管相连,测压架上设有刻度尺。本实用新型专利技术排水方便,测量全面,管道内不易积水,可以长时间保持管道干燥。本实用新型专利技术通过结构优化设计,使得恒压水箱内部能够始终维持恒定的水头高度。而且,该装置整体的结构并不复杂,其占地面积也相对于现有的实验仪器大大减小。

A total self circulation local head loss tester

【技术实现步骤摘要】
一种全面自循环局部水头损失实验仪
本技术属于化工实验仪器领域,尤其涉及一种全面自循环局部水头损失实验仪。
技术介绍
在实际运用中,管路中经常会出现弯头,阀门管道截面突然扩大,管道截面突然缩小等流动有急剧变化的管段,由于这些管段的存在,会使水流的边界发生急剧变化,水流中各测点的流速、压强都要受到改变,有事会引起回流、漩涡等,从而造成水流机械能的损失。局部阻力验仪是专门用于进行局部阻力的实验的实验仪器。但是现有的实验仪器无法很好的表示出局部管道中完整的水头线,存在较大缺陷。传统的局部阻力实验仪弊端为:其一,实验必须在恒压条件下进行,为了使其具备恒压水位,必需有一个较大型的供水系统和溢流系统,占地面积大;其二,受振动干扰较大,水体一时难以达到稳定;其三,管路复杂,操作烦琐,不便于进行现代实验教学。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术缺陷,并提供一种全面自循环局部水头损失实验仪。本技术具体采用的技术方案如下:一种全面自循环局部水头损失实验仪,其包括敞口的供水水箱以及位于供水水箱上方的恒压水箱,供水水箱内设有水泵;所述恒压水箱内设有溢流板,且溢流板的高度低于恒压水箱的侧壁高度;溢流板与恒压水箱的侧壁及底面紧密连接,将恒压水箱分为溢流区和恒压区;所述恒压区底部与上水管相连,并通过上水管连接水泵出口;所述溢流区底部与回水管相连,且回水管底端伸入供水水箱中;所述恒压区中在上水管的进水口上方位置铺设有若干层消波板,且每层消波板上分布有竖向开孔;恒压区顶部固定有一块垂直的稳水板,且稳水板顶部高于溢流板,而底部低于溢流板但高于最上方的消波板;所述稳水板与溢流板之间的距离不小于消波板的横向跨度;所述恒压区水平连接实验管道;实验管道沿水流方向由第一管段、第二管段、U型管段、第三管段及第四管段顺次连接而成;其中,第一管段和第二管段连接位置呈管径突缩,第三管段及第四管段连接位置呈管径突扩,第二管段与U型管段以直角连接,U型管段与第三管段以弧形倒角连接;实验管道沿程分布有若干个静压测点;测压架上的测压管数量与实验管道上静压测点总数量相等,每个静压测点分别与一个且仅有一个测压管相连通;所述实验管道上还设有一个流量仪;所述第一管段及第四管段上分别设有第一排气阀与第二排气阀;所述第四管段的末端还设有流量调节阀;实验管道出口与出水管相连,出水管的出水口位于供水水箱上方。作为优选,所述第一管段与第四管段的管径相同;所述第二管段与第三管段的管径相同。进一步的,所述第一管段的管径为第二管段管径的两倍,所述第四管段的管径为第三管段管径的两倍。作为优选,所述U型管段为倒U型设置,即两端开口均竖直向下。作为优选,所述实验管道上共设有12个静压测点,其中第一管段上2个,第二管段上2个,U型管段上5个,第四管段上3个。作为优选,所述水泵与可控硅无级调速器相连。作为优选,所述流量仪为电子数显流量仪。作为优选,所述出水管具有90°弯角,且其出水口竖直朝下,将水流重新注入供水水箱中。作为优选,所述实验管道采用有机玻璃材质。作为优选,所述测压架上还设有与测压管平行设置的刻度尺。相对于现有技术而言,本技术通过结构优化设计,使得恒压水箱内部能够始终维持恒定的水头高度,而且水箱内部的水可以不断地连续供应给实验管道,使得水力学试验能够在恒压条件下进行。而且,该装置整体的结构并不复杂,其占地面积也相对于现有的实验仪器大大减小。本实验仪的实验管道通过合理组合,可测突然缩小、直角转弯、180度弯管,90度弯管、突然扩散等断面的局部水头损失,测量全面,能够通过测压管直观显示连续水头线。本技术排水方便,测量全面,管道内不易积水,可以长时间保持管道干燥。附图说明图1为全面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。图3为测压管与实验管道上静压测点的连接示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步阐述和说明。本技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下,均可进行相应组合。如图1所示,为本技术一较佳实施例中的全面自循环局部水头损失实验仪,它包括敞口的供水水箱1以及位于供水水箱1上方的恒压水箱9。供水水箱1中可存储实验用水,水箱内设有水泵2。恒压水箱9是一个敞口的无盖长方体箱体,恒压水箱9内设有一块垂直的溢流板6,且溢流板6的高度低于恒压水箱9的侧壁高度。溢流板6与恒压水箱9的侧壁及底面紧密连接,将恒压水箱9分为左侧的溢流区和右侧的恒压区。恒压区底部与上水管4相连,并通过上水管4连接水泵2出口,溢流区底部与回水管5相连,且回水管5底端伸入供水水箱1中。水泵2与可控硅无级调速器3相连,用于调节水流输入量。通过水泵2将供水水箱1中的实验用水输入恒压区,使恒压区中水位逐渐升高,当达到溢流板6高度时,出现溢流,水位不再升高而是进入溢流区,并通过回水管5重新回到供水水箱1中。由此能够保持恒压区中水位高度大致维持在溢流板6顶部高度位置。然而,由于水泵输入时存在液面波动,而水力学试验中对于水头的高度要求是恒定的,此类波动会造成实验结果不准确,因此本装置中进一步进行稳定处理。具体做法为:在恒压区中的上水管4的进水口上方位置,铺设有多层消波板7,每层消波板7上分布有竖向开孔,即采用多孔板。多层多孔板铺在上水管4的出水位置,对水流波动进行初次稳定。但是,水流依然具有向上流动的速度,因此进一步在恒压区顶部固定有一块垂直的稳水板8,且稳水板8顶部高于溢流板6,而底部低于溢流板6但高于最上方的消波板7。而且稳水板8与溢流板6之间的距离不小于消波板7的横向跨度,即稳水板8的投影位置在消波板7的右侧。这种做法下,即使上水管4处的水流具有向上的初速度,但是这部分水流会进入稳水板8与溢流板6之间的区域,而在稳水板8的阻隔下,稳水板8右侧的区域水位几乎保持不变,营造稳定的水压。因此,恒压区的右侧可以水平连接实验管道10进行水力学试验。本实施例中的实验管道10沿水流方向由第一管段、第二管段、U型管段、第三管段及第四管段顺次连接而成。第一管段、第二管段、第三管段及第四管段均为等径直管段。第一管段与第四管段的管径相同;所述第二管段与第三管段的管径相同。第一管段的管径为第二管段管径的两倍,第四管段的管径为第三管段管径的两倍。由此,第一管段和第二管段连接位置呈管径突缩,第三管段及第四管段连接位置呈管径突扩,第二管段与U型管段以直角连接,U型管段与第三管段以弧形倒角连接。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。当水流流经这两个接头位置时会产生不同的局部水头损失。此种连接方式下,形成了突然缩小、直角转弯、180度弯管,90度弯管、突然扩散多种断面的局部水头损失。为了直观显示测量此种损失,实验管道10沿程分布有若干个静压测点。本实施例中,实验管道10上的12个静压测点,其中第一管段上2个,第二管段上2个,U型管段上5个,第四管段上3个,12个静压测点编号为21~32。静压测点是一个固定于管壁上且连通管内腔的接口,可以通过设置一个毕托管来实现。U型管段为倒U型设置,即两端开口均竖直向下。测压架16上的测压管18数量与实验管道10上静压测点总数量相等,也有12条。每个静压测点分别与一个且仅有一个测压管18相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全面自循环局部水头损失实验仪,其特征在于,其包括敞口的供水水箱(1)以及位于供水水箱(1)上方的恒压水箱(9),供水水箱(1)内设有水泵(2);所述恒压水箱(9)内设有溢流板(6),且溢流板(6)的高度低于恒压水箱(9)的侧壁高度;溢流板(6)与恒压水箱(9)的侧壁及底面紧密连接,将恒压水箱(9)分为溢流区和恒压区;所述恒压区底部与上水管(4)相连,并通过上水管(4)连接水泵(2)出口;所述溢流区底部与回水管(5)相连,且回水管(5)底端伸入供水水箱(1)中;所述恒压区中在上水管(4)的进水口上方位置铺设有若干层消波板(7),且每层消波板(7)上分布有竖向开孔;恒压区顶部固定有一块垂直的稳水板(8),且稳水板(8)顶部高于溢流板(6),而底部低于溢流板(6)但高于最上方的消波板(7);所述稳水板(8)与溢流板(6)之间的距离不小于消波板(7)的横向跨度;所述恒压区水平连接实验管道(10);实验管道(10)沿水流方向由第一管段、第二管段、U型管段、第三管段及第四管段顺次连接而成;其中,第一管段和第二管段连接位置呈管径突缩,第三管段及第四管段连接位置呈管径突扩,第二管段与U型管段以直角连接,U型管段与第三管段以弧形倒角连接;实验管道(10)沿程分布有若干个静压测点;测压架(16)上的测压管(18)数量与实验管道(10)上静压测点总数量相等,每个静压测点分别与一个且仅有一个测压管(18)相连通;所述实验管道(10)上还设有一个流量仪(12);所述第一管段及第四管段上分别设有第一排气阀(11)与第二排气阀(13);所述第四管段的末端还设有流量调节阀(14);实验管道(10)出口与出水管(15)相连,出水管(15)的出水口位于供水水箱(1)上方。...

【技术特征摘要】
1.一种全面自循环局部水头损失实验仪,其特征在于,其包括敞口的供水水箱(1)以及位于供水水箱(1)上方的恒压水箱(9),供水水箱(1)内设有水泵(2);所述恒压水箱(9)内设有溢流板(6),且溢流板(6)的高度低于恒压水箱(9)的侧壁高度;溢流板(6)与恒压水箱(9)的侧壁及底面紧密连接,将恒压水箱(9)分为溢流区和恒压区;所述恒压区底部与上水管(4)相连,并通过上水管(4)连接水泵(2)出口;所述溢流区底部与回水管(5)相连,且回水管(5)底端伸入供水水箱(1)中;所述恒压区中在上水管(4)的进水口上方位置铺设有若干层消波板(7),且每层消波板(7)上分布有竖向开孔;恒压区顶部固定有一块垂直的稳水板(8),且稳水板(8)顶部高于溢流板(6),而底部低于溢流板(6)但高于最上方的消波板(7);所述稳水板(8)与溢流板(6)之间的距离不小于消波板(7)的横向跨度;所述恒压区水平连接实验管道(10);实验管道(10)沿水流方向由第一管段、第二管段、U型管段、第三管段及第四管段顺次连接而成;其中,第一管段和第二管段连接位置呈管径突缩,第三管段及第四管段连接位置呈管径突扩,第二管段与U型管段以直角连接,U型管段与第三管段以弧形倒角连接;实验管道(10)沿程分布有若干个静压测点;测压架(16)上的测压管(18)数量与实验管道(10)上静压测点总数量相等,每个静压测点分别与一个且仅有一个测压管(18)相连通;所述实验管道(10)上还设有一个流量仪(12);所述第一管段及第四管段上分别设有第一排气阀(11...

【专利技术属性】
技术研发人员:赖锡珠王世策
申请(专利权)人:福建水利电力职业技术学院
类型:新型
国别省市:福建,35

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1