【技术实现步骤摘要】
本技术属于实验装置，涉及一种在实验室对流体力学、航海模型、洋流模拟等方面的基础理论研究和应用实践所使用的试验水槽，具体说是一种具有汇聚循环管路的试验水槽。
技术介绍
1、实验循环水槽是水流体力学研究中一种重要试验设备,主要有循环式和重力式两种类型，通过固定试验模型，调整水流流速和环境压力进行试验，主要用于水的空化现象、水弹性、自由液面、舰船运动、水中推进、水利机械等水流体动力学问题的研究，同时也广泛应用于空气动力学基础研究领域。在该设备中，将要测量对象或模型置于试验段区域管道，水流由水泵驱动在循环水槽中循环，并且调节水泵速度来改变水流速度，进而形成物体和水流，即被测物体间的相对运动。水流在水槽中不断地进行循环，可以根据不同模型实验要求去形成不同状态的流场。
2、对于普通的实验水槽大多是一管直接贯通形成一个椭圆形管状区域，主要由收缩段、试验段、回流段三部分组成，且很难实现往复流。本申请人申请的中国专利（申请号：202120567570.4）公开了一种模拟实验循环水槽，模拟实验循环水槽的垂直投影呈“8”字形，由整流段、收缩段、试验段、扩散段和引流弯管五个部分组成，通过引流弯管来实现实验需要的单向流以及往复流，配合收缩段和扩散段实现水流加速。
3、现有模拟实验循环水槽的试验段为方形管段，而其他各段为圆形管段，在圆管变方管处往往会出现湍流和漩涡，这对于试验段极为不利。另外，对于流速测定大多是基于流量计进行，由于流量计的体型原因其对流场的影响较大，因此，大多流量计设计位置通常置于引流弯管之前，这致使试验段流速测量不
4、现有的模拟循环水槽其存在的问题主要有以下五点：
5、1、观察及流速测量不便；
6、2、试验段内流场不均匀；
7、3、整流段两侧低速区湍流和漩涡严重；
8、4、汇聚段内侧高速区湍流和漩涡严重；
9、5、试验段出口后流场混乱。
10、以上模拟实验循环水槽存在的问题，会对实验结果有较大影响，不利于推广应用。
11、因此，如何设计一种具有汇聚循环管路的试验水槽，通过对汇聚循环管路的形状和连接结构等方面进行改进，可以实现圆管到方管的平滑转变，使其中的流场趋于均匀和稳定，实验结果更加准确，这是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本技术为解决现有技术存在的上述问题，提供一种具有汇聚循环管路的试验水槽，通过对汇聚循环管路的形状和连接结构等方面进行改进，可以实现圆管到方管的平滑转变，使其中的流场趋于均匀和稳定，实验结果更加准确。
2、本技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种具有汇聚循环管路的试验水槽, 汇聚循环管路包括整流段、收缩段、试验段、扩散段及引流管路，所述试验段位于中间位置，所述引流管路围绕所述试验段对称布置，每根所述引流管路上各设置一水泵，其特征在于，所述试验段及所述整流段均为方形管，所述收缩段及扩散段均为梯台形管，所述引流管路为圆形管，所述引流管路分为上下双层，每层包括两根引流管路，4根所述引流管路的出水端分别与一汇聚段中的4根圆管的进水口连接，所述汇聚段中的4根圆管的出水口与所述整流段的进水端连接，所述汇聚段中的4根圆管靠近其出水口一段的轴线均向中间弯曲收拢，所述整流段的出水端与所述收缩段的进水端连通，所述收缩段的出水端与所述试验段的进水端连通，4条所述引流管路的进水端分别与一分散段中的4根圆管的出水口连接，所述分散段中的4根圆管的进水口与所述扩散段的出水端连接，所述扩散段的进水端与所述试验段的出水端连通，所述分散段中的4根圆管靠近其进水口一段的轴线均向四周弯曲扩散。
4、对上述技术方案的改进：所述引流管路包括中间的直圆管段和两端的c形弯圆管段，所述直圆管段两端分别通过法兰与两个c形弯圆管段的一端连接，两个所述c形弯圆管段的另一端分别通过法兰与所述收缩段和所述扩散段连接，所述试验段与所述收缩段采用法兰连接，并加橡胶密封垫片密封，所述试验段及所述引流管路水平设置，所述具有汇聚循环管路的试验水槽的垂直投影呈“8”字形。
5、对上述技术方案的进一步改进：所述c形弯圆管段中设置弧形导流板，所述弧形导流板的弧度与所述c形弯圆管段的轴线弧度一致，在所述整流段内设置蜂窝整流板。
6、对上述技术方案的进一步改进：所述试验段的中部设置观察窗，所述试验段的靠近其出水端处设有设备孔，所述设备孔内安装流速测量装置。
7、对上述技术方案的进一步改进：所述试验段前后侧壁上各设置一个所述的观察窗，两个所述观察窗均为横向设置的长条状，所述整流段、收缩段、扩散段及引流管路均采用不锈钢管制成，所述试验段采用不锈钢框管和不锈钢板制成，所述观察窗采用亚克力透明板制成。
8、对上述技术方案的进一步改进：所述收缩段的出水端以可拆卸方式连接所述试验段的进水端，所述试验段的出水端与所述扩散段的进水端以可拆卸方式连接，所述试验段两端的连接结构对称设置。
9、对上述技术方案的进一步改进：所述流速测量装置为超声多普勒测速仪。
10、对上述技术方案的进一步改进：所述水泵包括电机和可调螺距螺旋桨，所述可调螺距螺旋桨置于所述引流管路中。
11、本技术与现有技术相比的优点和积极效果是：
12、1、本技术通过对汇聚循环管路的形状和连接结构进行改进，试验段两端的连接结构对称设置，在试验段两端的圆管变方管处形成平缓过渡，可以减少湍流和漩涡的出现，使其中的流场趋于均匀和稳定，实验结果更加准确；
13、2、本技术的具有汇聚循环管路的试验水槽的试验段位于中间位置，在试验段的中部设置观察窗，便于观察其中的水流状态；在试验段的靠近其出水端处设有设备孔，设备孔内安装流速测量装置，可以进行精确地检测流速，流速测量装置采用超声多普勒测速仪，超声多普勒测速仪的检测探针较细，且位置设置合理，不会对试验段中的流场产生不利影响；
14、3、本技术的结构设计合理，操作使用方便，能够实现对试验段中水流精确地调节，以满足试验的需要。
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1.一种具有汇聚循环管路的试验水槽, 汇聚循环管路包括整流段、收缩段、试验段、扩散段及引流管路，所述试验段位于中间位置，所述引流管路围绕所述试验段对称布置，每根所述引流管路上各设置一水泵，其特征在于，所述试验段及所述整流段均为方形管，所述收缩段及扩散段均为梯台形管，所述引流管路为圆形管，所述引流管路分为上下双层，每层包括两根引流管路，4根所述引流管路的出水端分别与一汇聚段中的4根圆管的进水口连接，所述汇聚段中的4根圆管的出水口与所述整流段的进水端连接，所述汇聚段中的4根圆管靠近其出水口一段的轴线均向中间弯曲收拢，所述整流段的出水端与所述收缩段的进水端连通，所述收缩段的出水端与所述试验段的进水端连通，4条所述引流管路的进水端分别与一分散段中的4根圆管的出水口连接，所述分散段中的4根圆管的进水口与所述扩散段的出水端连接，所述扩散段的进水端与所述试验段的出水端连通，所述分散段中的4根圆管靠近其进水口一段的轴线均向四周弯曲扩散。
2.根据权利要求1所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述引流管路包括中间的直圆管段和两端的C形弯圆管段，所述直圆管段两端分别通过法兰与两
3.根据权利要求2所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述C形弯圆管段中设置弧形导流板，所述弧形导流板的弧度与所述C形弯圆管段的轴线弧度一致，在所述整流段内设置蜂窝整流板。
4.根据权利要求1-3任一项所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述试验段的中部设置观察窗，所述试验段的靠近其出水端处设有设备孔，所述设备孔内安装流速测量装置。
5.根据权利要求4所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述试验段前后侧壁上各设置一个所述的观察窗，两个所述观察窗均为横向设置的长条状，所述整流段、收缩段、扩散段及引流管路均采用不锈钢管制成，所述试验段采用不锈钢框管和不锈钢板制成，所述观察窗采用亚克力透明板制成。
6.根据权利要求1-3任一项所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述收缩段的出水端以可拆卸方式连接所述试验段的进水端，所述试验段的出水端与所述扩散段的进水端以可拆卸方式连接，所述试验段两端的连接结构对称设置。
7.根据权利要求5所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述收缩段的出水端以可拆卸方式连接所述试验段的进水端，所述试验段的出水端与所述扩散段的进水端以可拆卸方式连接，所述试验段两端的连接结构对称设置。
8.根据权利要求4所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述流速测量装置为超声多普勒测速仪。
9.根据权利要求7所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述流速测量装置为超声多普勒测速仪。
10.根据权利要求1-3任一项所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述水泵包括电机和可调螺距螺旋桨，所述可调螺距螺旋桨置于所述引流管路中。
...【技术特征摘要】
1.一种具有汇聚循环管路的试验水槽, 汇聚循环管路包括整流段、收缩段、试验段、扩散段及引流管路，所述试验段位于中间位置，所述引流管路围绕所述试验段对称布置，每根所述引流管路上各设置一水泵，其特征在于，所述试验段及所述整流段均为方形管，所述收缩段及扩散段均为梯台形管，所述引流管路为圆形管，所述引流管路分为上下双层，每层包括两根引流管路，4根所述引流管路的出水端分别与一汇聚段中的4根圆管的进水口连接，所述汇聚段中的4根圆管的出水口与所述整流段的进水端连接，所述汇聚段中的4根圆管靠近其出水口一段的轴线均向中间弯曲收拢，所述整流段的出水端与所述收缩段的进水端连通，所述收缩段的出水端与所述试验段的进水端连通，4条所述引流管路的进水端分别与一分散段中的4根圆管的出水口连接，所述分散段中的4根圆管的进水口与所述扩散段的出水端连接，所述扩散段的进水端与所述试验段的出水端连通，所述分散段中的4根圆管靠近其进水口一段的轴线均向四周弯曲扩散。
2.根据权利要求1所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述引流管路包括中间的直圆管段和两端的c形弯圆管段，所述直圆管段两端分别通过法兰与两个c形弯圆管段的一端连接，两个所述c形弯圆管段的另一端分别通过法兰与所述收缩段和所述扩散段连接，所述试验段与所述收缩段采用法兰连接，并加橡胶密封垫片密封，所述试验段及所述引流管路水平设置，所述具有汇聚循环管路的试验水槽的垂直投影呈“8”字形。
3.根据权利要求2所述的具有汇聚循环管路的试验水槽，其特征在于，所述c形弯圆管段中设置弧形导流板，所述弧形导流板的弧度与所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑志华，戴远峰，覃英凡，纪帅，李晓山，张嶔，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：新型
国别省市：
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