沿程阻力实验仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种沿程阻力实验仪，包括试验台，试验台下方设置有供水箱且上方设置有试验管道和U形压差计，供水箱内安装有水泵，水泵与试验管道的进水端相连接，试验管道的后端安装有出口弯头，出口弯头下方设置有导水抽屉，导水抽屉下方设置有盛水容器和称重传感器，盛水容器与供水箱相通；试验管道上间隔连接有两个测压管，两个测压管的连通段安装有压差传感器，压差传感器和称重传感器均与差压流量测量仪相连接；U形压差计管体内装有水银，U形压差计上安装有排气分阀门和排气总阀门，U形压差计管体之间安装有测尺，两个测压管分别与U形压差计管体的上段相连通。本实用新型专利技术与现有技术相比，测量范围大，且仪器体积小，结构简单。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于流体力学试验仪器
，具体涉及一种沿程阻力实验仪。
技术介绍
沿程阻力实验是流体力学教学中必须的实验之一。传统沿程阻力实验仪属于排管式，体积大，需要与平水塔相连，供水系统用专门的水泵、流量用三角量水堰测量，压差计为水银压差计，占地多，功率消耗大，操作维护不便。近年来，沿程阻力实验仪开始向小型台式化发展，但均存在以下问题大仪器损耗的功率大，占据的空间大，操作维护不便；小型化的仪器测量的范围小 ，或测量的数据太少而达不到实训的目的。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种沿程阻力实验仪，与现有技术相比，能用于测量紊流的光滑区和过渡区，还能测量层流区，因此测量范围大，且仪器体积小，结构简单。本技术所采用的技术方案是，一种沿程阻力实验仪，其特征在于，包括试验台，试验台的下方设置有供水箱，供水箱内安装有水泵，试验台的上方设置有水平方向的试验管道，水泵通过上水管与试验管道的进水端相连接，上水管上安装有上游调节阀门，试验管道的后端安装有出口弯头，出口弯头下方设置有导水抽屉，导水抽屉倾斜向下设置且内部安装有限位开关，导水抽屉的出水口下方设置有盛水容器，盛水容器的下方安装有称重传感器，盛水容器与供水箱相通；试验管道的上游和下游分别安装有上游调节阀门和下游调节阀门，试验管道上且位于上游调节阀门和下游调节阀门之间间隔一定距离连接有两个测压管，两个测压管之间并联有压差传感器，压差传感器和称重传感器均与差压流量测量仪相连接；试验台上还设置有U形压差计，U形压差计的两竖直管体内装有水银，U形压差计两竖直管体的顶部连通并安装有排气分阀门，U形压差计的顶部还连接有一竖直管体，竖直管体上安装有排气总阀门，U形压差计两竖直管体之间安装有测尺，两个测压管分别与U形压差计两竖直管体的上段相连通。盛水容器内安装有排水泵，排水泵与盛水容器上的排水孔相通，排水孔下设置有接水盒，接水盒通过回水管与供水箱相通。试验管道通过多个支撑安装在试验台上。试验台上安装有测压排，两个测压管、U形压差计以及测尺均固定在测压排上。本技术的有益效果是，用于测量管道的沿程阻力，计算出沿程阻力系数；解决了现有自循环沿程阻力实验仪测量范围小的问题，可以测量紊流的光滑区和过渡区，也可以测量层流区。另外，由于采用两种量测系统，使学生既能掌握现代量测技术，又能传承传统的量测技术。本技术仪器体积小、结构简单，制造容易，精度高，操作维护方便。 附图说明图I是本技术沿程阻力实验仪的结构示意图；其中，I.供水箱，2.水泵，3.上水管，4.上游调节阀门，5.实验管道，6.支撑，7.测压管，8.测压排，9. U形压差计，10.排气分阀门，11.排气总阀门，12.测尺，13.压差传感器，14.差压流量测量仪，15.下游调节阀门，16.出口弯头，17.导水抽屉，18.限位开关，19.盛水容器，20.称重传感器，21.排水泵，22.排水孔，23.接水盒，24.回水管，25.实验台。具体实施方式如图I所示，本技术沿程阻力实验仪，包括试验台25，试验台25的下方设置有供水箱1，供水箱I内安装有水泵2。试验台25的上方通过多个支撑6设置有水平方向的试验管道5，水泵2通过上水管3与试验管道5的进水端相连接，上水管3上安装有上游调节阀门4。 试验管道5的后端安装有出口弯头16，出口弯头16下方设置有导水抽屉17，导水抽屉17倾斜向下设置且内部安装有限位开关18，限位开关18用来控制流量和压差的测量时间。导水抽屉17的出水口下方设置有盛水容器19，盛水容器19的下方安装有称重传感器20。称重传感器20称出测量时段内水的重量，其重量除以测量时间即为流量。盛水容器19内安装有排水泵21，排水泵21与盛水容器19上的排水孔22相通，排水孔22下设置有接水盒23，接水盒23通过回水管24与供水箱I相通，整个系统为自循环系统。试验管道5的上游和下游分别安装有上游调节阀门4和下游调节阀门15，试验管道5上且位于上游调节阀门4和下游调节阀门15之间间隔一定距离连接有两个测压管7。两个测压管7之间并联有压差传感器13，压差传感器13和称重传感器20均与差压流量测量仪14相连接，通过计算显示出测量时段内的压差和流量。试验台25上还设置有U形压差计9，U形压差计9的两个竖直管体内装有水银或其他液体，U形压差计9两竖直管体的顶部连通并安装有排气分阀门10，U形压差计9的顶部还连接有一竖直管体，竖直管体上安装有排气总阀门11。U形压差计9两竖直管体之间安装有测尺12，测尺12用来测量两测压管中的压差。两个测压管7分别与U形压差计9两竖直管体的上段相连通。试验台25上安装有测压排8，两个测压管7、U形压差计9以及测尺12均固定在测压排8上。本专利技术沿程阻力实验仪总长度为220cm，两测量断面之间的距离160cm，水泵2扬程为13m，功率为350瓦。沿程水头损失是指单位重量的液体从一个断面流到另一个断面由于克服摩擦阻力消耗能量而损失的水头。这种水头损失随流程的增加而增加，且在单位长度上的损失率相同。本技术装置的操作步骤是一、自动测量方法步骤I、记录实验管道5的直径，两测量断面即试验管道5上两个测压管7之间的距离。步骤2、打开差压流量测量仪14的电源，将仪器预热。步骤3、打开水泵2，打开上游调节阀门4和下游调节阀门15，使实验管道5充满水。步骤4、待实验管道5内水流稳定后，将导水抽屉17拉出适当距离开始测量，差压流量测量仪14显示水流重量、时间和压差的瞬时变化值。步骤5、将导水抽屉17推进，本次测量结束，静置10秒钟，差压流量测量仪14上显示本次测量的水的净重、测量时间和压差。将本次测量结果记录在相应的表格中。步骤6、打开排水泵21，将盛水容器19中的水通过排水孔22排出。待盛水容器19中的水排完或排放停止后即可开始第二次测量。步骤7、调节下游出水阀门15并重复上述步骤测量多次。步骤8、用温度计测量水温。步骤9、实验结束后将仪器恢复原状。步骤10、对测量数据进行分析计算。二、传统测量方法步骤I、记录实验管道5的直径，两测量断面即试验管道5上两个测压管7之间的距离。步骤2、将导水抽屉17拉出并调整在适当位置，使从出口弯头16流出的水流直接流入接水盒23。步骤3、打开水泵2，打开上游调节阀门4和下游调节阀门15，使实验管道5充满水。步骤4、关闭下游调节阀门15，先打开U形压差计9上的排气分阀门10，再打开排气总阀门11，将两个测压管7中的空气排出。步骤5、先关闭排气总阀门11，再关闭排气分阀门10，检验两个测压管7中的空气是否排完。步骤6、待实验管道5中水流稳定后，用量筒和秒表测量并计算通过实验管道5的流量，用测尺12测量两个测压管7的读数，并计算两个测压管7的高度差。步骤7、调节下游出水阀门15，使流量逐渐减小并重复上述步骤测量多次。步骤8、用温度计测量水温。步骤9、实验结束后将仪器恢复原状。步骤10、对测量数据进行分析计算。水流有两种不同的流态，即层流和紊流。通过下游出水阀门15调节试验管道5中的流量使流速较小，控制雷诺数小于2300，此时为层流状态，再通过压差传感器13和差压流量测量仪14，即可求得层流时的沿程水头损失。当流速较大时，管道中的水流雷诺数Re> 2300时，即为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沿程阻力实验仪，其特征在于，包括试验台(25)，所述试验台(25)的下方设置有供水箱(1)，所述供水箱(1)内安装有水泵(2)，所述试验台(25)的上方设置有水平方向的试验管道(5)，所述水泵(2)通过上水管(3)与试验管道(5)的进水端相连接，所述上水管(3)上安装有上游调节阀门(4)，所述试验管道(5)的后端安装有出口弯头(16)，所述出口弯头(16)下方设置有导水抽屉(17)，所述导水抽屉(17)倾斜向下设置且内部安装有限位开关(18)，所述导水抽屉(17)的出水口下方设置有盛水容器(19)，所述盛水容器(19)的下方安装有称重传感器(20)，所述盛水容器(19)与供水箱(1)相通；所述试验管道(5)的上游和下游分别安装有上游调节阀门(4)和下游调节阀门(15)，所述试验管道(5)上且位于上游调节阀门(4)和下游调节阀门(15)之间间隔一定距离连接有两个测压管(7)，所述两个测压管(7)之间并联有压差传感器(13)，所述压差传感器(13)和称重传感器(20)均与差压流量测量仪(14)相连接；所述试验台(25)上还设置有U形压差计(9)，所述U形压差计(9)的两竖直管体内装有水银，所述U形压差计(9)两竖直管体的顶部连通并安装有排气分阀门(10)，所述U形压差计(9)的顶部还连接有一竖直管体，所述竖直管体上安装有排气总阀门(11)，所述U形压差计(9)两竖直管体之间安装有测尺(12)，所述两个测压管(7)分别与U形压差计(9)两竖直管体的上段相连通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志昌，刘亚菲，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：实用新型
国别省市：