[发明专利]一种水击试验系统与试验方法

说明书

本发明公开了一种水击试验系统与试验方法，包括水击发生机构、回水机构、控制机构和实验台，水击发生机构布置在实验台上，与回水机构连接从而使水流循环，水击发生机构包括供水水箱、水流速度调节装置、实验水管和水阀，水流速度调节装置安装在供水水箱与实验水管连接处，实验水管上布设有若干传感器；回水机构使水流回供水水箱，实现水流循环，实验水管或回水水管处设置有pH值调节装置；控制器机构接收传感器采集的数据，生成水压或/和流速云图，确定流速、温度和/或pH值对水击的不同影响。

技术领域

本发明涉及一种水击试验系统与试验方法。

背景技术

水击是在有压管道中，由于液体流速的急剧改变，从而造成瞬时压强大幅度波动的现象。管道中闸门急剧关闭，输水管水泵突然停机，水轮机启闭导水叶，室内卫生用具关闭水龙头，都会产生水击。水击现象发生时，压力会突然急剧升高，使管壁材料突然承受很大应力，严重时甚至会引起管道变形甚至爆裂；压力的反复变化，会引起管道和设备的振动，时间久了会造成管道及设备的损坏。在现实生活中，水击现象会普遍存在并对我们的生活产生影响，因而具有很高的研究价值。

现今存在的水击试验仪器存在诸多不足。首先，仪器较为笨重，需要依托水龙头供水，对水的浪费较为严重；另外，水击现象发生时未能测得整个管壁的实时水压，不能定量分析管壁水压变化规律；其次，水压和水流流速的数据不能实时进行分析和处理，需要人工读数和记录，测量误差较大；而且，现存水击试验装置的数据可视化程度太低；还有，现存水击试验仪器所能控制的变量较少，无法分别探究温度、流速、流体pH值等因素对水击试验结果的影响。

针对上述问题，亟需一种便捷灵活的水击试验仪器，使操作简化，记录的数据更为准确，处理数据更为方便，数据可视化程度高且可以分别探究多个变量对水击的影响。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种水击试验系统与试验方法，本发明操作简单，数据量测准确，有多个可控变量且可视化程度高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水击试验系统，包括水击发生机构、回水机构、控制机构和实验台，水击发生机构布置在实验台上，与回水机构连接从而使水流循环，其中：

所述水击发生机构包括供水水箱、水流速度调节装置、实验水管和水阀，水流速度调节装置安装在供水水箱与实验水管连接处，实验水管上布设有若干传感器；

所述回水机构包括集水水箱、回水水管和水泵，回水水管将集水水箱、水泵和供水水箱连接在一起，水泵使集水水箱中的水流回供水水箱，实现水流循环，所述实验水管或回水水管处设置有pH值调节装置；

所述控制器机构接收传感器采集的数据，生成水压或/和流速云图，确定流速、温度和/或pH值对水击的不同影响。

进一步的，实验水管利用高强度透明钢化玻璃制作而成，其上开有小孔，用以布设水压/流速传感器。

更进一步的，水压/流速传感器等间距布设于水击发生机构的实验水管上。

进一步的，所述pH值调节装置设置处设置有pH值传感器。

进一步的，所述供水水箱内设置有加热装置和温度传感器，调节供水温度。

进一步的，所述水压/流速传感器、温度传感器和pH值传感器均连接至中继器，中继器将数据收集后传到处理器上，进行数据的记录、分析与处理。

基于上述系统的工作方法，将供水水箱中注满水，调整水流速度调节装置3，使实验水管中产生一定速度的水流，突然关闭水阀，使实验水管中产生水击现象，根据探究实验的目的，分别调节加热装置、水流速度调节装置或者pH值调节装置，使实验水管中产生不同温度、流速或者pH值的流体，探究不同温度、流速或pH值对水击的影响。