L-II流体力学综合实验仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种L-II流体力学综合实验仪，测压管由原每根直管只有一根测静压变为每根直管上有三根测压管，1根测全压，2根测静压。且由一根静压管和一根动压管组成pitot管，使该仪器的功能得以拓展，能完成五项实验内容。特别是通过试验对三变径管的内径比例作了恰当的修改，使得实验结果更合理、更精确。测压管全部引至集中的测压台上，便于比较测量。还增加了一个供水箱，并在稳压水箱内增加了稳流板，使水流更趋稳定，当水泵停机后，水沿原供水管回入供水箱，使实验后的整理工作更容易。该仪器可置于一般实验桌上，布置灵活，变换自如。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

L-I I流体力学综合实验仪一、
本技术涉及流体力学领域。在一台仪器上能完成五个流体力学实验。流体力学在现代化建设中越来越显示出它应用的广泛性和重要性。它在化工、水利、航天、航运等方面都不可缺少。加之流体力学是符合相似性原理的，所有关于流体方面的工程都是建立在实验的基础上的。二、技术背景本仪器是在原荆州师范学院物理系于90年代研制的伯努利方程实验仪(国家专利号ZL96206873 · X)的基础上研制而成，它的特点是可布置于任意实验桌上，水流自动循环，水头在一定范围内任意调节，使其实验具有多样性，同一台仪器有完成五个流体力学实验。适合于理、工科学生做流体力学分组实验。具体实验项目为1、理想流体定常流动的 Bernoulli方程的验证；2、理想流体定常流动的Bernoulli能量方程实验；3、Pitot管测流体的流速；4、泊肃叶(J.Poiseujlle)公式的验证；5、局部阻力损失实验。三、
技术实现思路
本技术实验仪器主要适用于理、工科学生的流体力学方面的实验，也可供科研人员对于流体力学的研究。根据新教材对流体力学的要求，实验课题不断增加，鉴于原伯努利方程实验仪实验项目单一，只能做Bernoulli方程实验，已不能满足实验的需要。据此，我们在“伯努利方程实验仪”的基础上经过反复试验、精心研制，在每个段面上增加了一个全压管，以构成皮托管，拓宽了实验内容，使其资源得到更充分的利用。我们新开发的 L-II型流体力学综合实验仪能完成五项实验内容(1)理想流体定常流动的Bernoulli方程的验证；(2)理想流体定常流动的Bernoulli能量方程实验；(3)Pitot管测流体的流速；(4)泊肃叶(J. Poiseujlle)公式的验证；(5)局部阻力损失实验。本技术提供一种L-II流体力学综合实验仪，主要由供水系统、循环系统、变径导流管、测压部分及底座几个部分组成，其特点是在导流管的每个部分都增加了一个动压管和一个静压管，构成了 Pitot管，同时能开设流体力学的五项实验(1)理想流体定常流动的伯努利方程的验证；(2)理想流体定常流动的伯努利能量方程实验；(3)Pitot管测流体的流速；(4)流量的测定-泊肃叶公式的验证；(5)局部阻力损失实验。本流体力学综合实验仪，其特征还包括导流系统，三变径导流管2-2-1、导流管 2-2-2、导流管2-2-3，组成了各段面的静压和动压，三变径导流管内径的比满足了流速和压强之间的关系，并且由一个静压管和一个动压管组成了 Pitot管，保证仪器能开设多项实验。本流体力学综合实验仪，其特征还包括水流的自动循环系统上水系统S1-14、泄水系统1-08，构成了水流在实验台上的任意循环。本流体力学综合实验仪，其特点包括稳压、溢水系统稳压水箱1-03、泄水箱1-08、 溢水杯1-04，稳压水箱1-03保证了水头的静止，以满足实验条件，溢水怀1-04在水箱内自由可调，保证了实验能在不同的水头下进行。该仪器仍保留了原“伯努利方程实验仪”的特点，水流自动循环。其改进部分是在每个段面上增加了一个全压管和一个静压管，以构成皮托管，增加了一供水箱1-01，在稳压水箱1-03内增加了稳流板，使水流更趋稳定，当水泵停机后，水沿原供水管回入供水箱，使实验后的整理工作更容易。测压管由原来的3根增加至9根，9根测压管3-03全部引至集中的测压台3-02上，便于比较测量。测压管由原每根直管只有一根测压管测静压变为每根直管上有三根测压管，1根测全压，2根测静压。使该仪器的功能得以拓展。能完成五项实验内容。特别是通过试验对2-2-1、2-2-2、2-2-3三变径导流管的内径比例作了恰当的修改， 使得实验结果更合理、更精确。该仪器就整体而言，有两种形式一是台式，如图所示。它可置于一般实验桌上，布置灵活，变换自如。二是整体式，即连同实验桌做为一体，适宜于固定的实验室。后者是不经济的。与其它同类仪器相比，它的最大优点在于1、水流自动循环，节约了用水，布置方便灵活；2 水头高度(1-04溢水杯)在一定范围内可任意调节；3 —台仪器能完成多个流体力学实验，适用性更宽。且实验结果更合理、精度更高。附图说明图1是本技术L-II流体力学综合实验仪的结构示意图具体实施方式本技术包括00实验桌 1-00电源 1-01供水水箱 1-02潜水泵 1_03稳压水箱 1_04溢水杯1-04-1定位螺丝 1-08泄水箱S1-12泄水管S1-13溢水管S1-14上水管2_2_1 导流管(1) 2-2-2导流管O) 2-2-3导流管(3) 2-2-5管支撑(甲)2_2_7管支撑(乙) 2-12-2间阀2-12-6支柱螺母3_01测压台 3_02测压基准台 3_03测压管3_05测压针管(共9根)3-08深度游标尺4-01底板4-03可调地脚五具体实施方式(1)流体的运行首先将溢水杯(1-04)调整到所须高度，用定位螺钉(1-04-1)旋紧定位；再开启水泵，流体经上水管(S1-14)向稳压水箱(1-0 注水。液面至所须度、溢水杯(1-04)经溢水管(S1-13)向供水箱(1-01)回水。同时开启闸阀0-12-2)至适当位置， 使流体经泄水箱(1-08)从泄水管(S1-12)回流至供水箱。(2)水平调节①当向稳压水箱注水至淹没导流管后，导流管流动的水流中可能夹带着空气泡，测压管及软管中可能也带有气泡，使测压管液面高度不真实。这时必须排尽气泡，所采取的方法是破坏气泡，使之随流体流出，或使之上引到液面进入大气。②测压基准台(3-02)，其上平面，经校准与导流管轴线平行，如仪器底板(4-01是水平的，9根测压管在关闭间阀0-12- 的情况下，液面应该是在同一高度上，不然将调整底板下的三支可调地脚。一经调平、不能再动。也不得移动底板位置，在调平过程中，可能有个别测压管液面不等高，说明该管内空气未排尽，须再次对其排气，直至等高。在水平调节过程中，总是先扬后抑，即先使稳压水箱水位至少上升至250mm以上，待测压管液面在一个水平上，再降低溢水杯至各实验所需的水头高度。但其间间有开阀排气。(I)Bernoulli 方程实验伯努利方程是流体力学中最基本、最重要的方程。在惯性系中，当理想流体在重力作用下稳定流动时，一定流线上各空间点对应的压强、流速不随时间改变，应满足-P υ .2 + pg h, + P , 二恒量(2).......................................(1)2或i + hx + =恒量(3).......................................(2)^gY以上两式称为伯努利方程。在验证上式时，要在稳定流动下进行，即流体处于层流状态，其判据为雷诺数Re ~ ..........................................(3)0V这里取雷诺数Re = 2300 (无量纲数)，d取导流管内径，η、P为流体的粘性系数和密度。υ为流体流速(上限)。特点是在不同水头高度下可重复上述实验，实验精度更高。(2)理想流体定常流动的Bernoulli (能量)方程实验。实验(1)的Bernoulli方程是理想状态，是没有能量损失的。实际上是不可能的。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一之，徐大海，王阳恩，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：实用新型
国别省市：