[实用新型]一种测量管道式流场的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种测量管道式流场的实验装置，它包括第一水槽，所述第一水槽通过实验水槽与第二水槽相连；所述实验水槽的一侧布置有激光发射系统，另一侧布置有图像处理系统；所述第二水槽的另一端通过抽水泵与储水容器相连通，所述储水容器的底部通过输水管与第一水槽相连通，所述第一水槽的侧面安装有电动推动装置；所述储水容器的侧面连接有用于投放示踪粒子的粒子投放系统。能够用于测量管道的流场，进而满足广大研究者的野外使用需求，此外其组装方便，容易携带。

技术领域

本实用新型涉及一种流体模型实验技术领域，特别涉及了一种测量管道式流场的实验装置。

背景技术

流体力学是连续介质力学的一门分支，是研究流体现象以及相关力学行为的科学，而流体的速度场是流体力学中重要的研究方面。对从事水生生物方面研究者来说，水生生物的速度场的精确测量是至关重要的。目前商业测量流场的仪器有ADV（AcousticDoppler Velocimetry，声学多普勒流速仪）、便携式流速仪等，这些测量工具仅可测量单点流速，且由于其必须接触流体内部，所获得的流场往往并不准确。粒子图像测速（ParticalImage Velocimetry，PIV）技术，由于其非侵入性和瞬时性的优点，弥补了上述带来的不足，从而精确获得水槽中二维平面的流场情况。

目前的流场测量往往侧重于测量Loligo System (泳道呼吸仪)的流场，而其装置价格高昂，且不易组装携带，较难满足广大研究者的野外使用需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种测量管道式流场的实验装置，能够用于测量管道的流场，进而满足广大研究者的野外使用需求，此外其组装方便，容易携带。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种测量管道式流场的实验装置，它包括第一水槽，所述第一水槽通过实验水槽与第二水槽相连；所述实验水槽的一侧布置有激光发射系统，另一侧布置有图像处理系统；所述第二水槽的另一端通过抽水泵与储水容器相连通，所述储水容器的底部通过输水管与第一水槽相连通，所述第一水槽的侧面安装有电动推动装置；所述储水容器的侧面连接有用于投放示踪粒子的粒子投放系统。

所述粒子投放系统包括粒子容器，所述粒子容器的内部滑动配合安装有金属陶瓷板，所述金属陶瓷板的底端连接有推动杆，所述粒子容器的顶部设置有粒子输出管，所述粒子输出管与储水容器的顶部相连。

所述电动推动装置包括电机，所述电机的输出轴上安装有扇叶。

所述激光发射系统包括底座，所述底座的顶部滑槽通过滑动配合安装有滑块，所述滑块的侧面通过固定螺母连接有伸缩杆，所述伸缩杆的末端安装有L型支座，所述L型支座直立的一端中间有孔洞，激光发射器固定穿过孔洞，通过螺母固定，L型支座水平的一端固定有D型柱透镜。

所述图像处理系统包括底板，所述底板上固定有伸缩支座，所述伸缩支座的顶部安装有L型钢架，所述L型钢架的末端安装有CCD相机。

本实用新型有如下有益效果：

1、通过采用上述的实验装置，通过过程中，在电动推动装置的作用下，水流经过实验水槽，在实验水槽的一侧布置有激光发射系统，激光发射系统产生的面光源照亮管道的某一水层断面，在实验水槽的另一侧有图像处理系统，图像处理系统上的CCD相机记录照亮断面的示踪粒子。当水流进管道两端的水槽中时，输水管道在水泵的作用下将水抽至储水容器中储存起来，在储水容器的一侧布置有粒子投放系统，源源不断的向容器中投放示踪粒子。在储水容器的底部，连接有输水管，从而将水输送至管道中，从而实现了水的循环。CCD相机拍摄的视频导入带有后处理系统的电脑中进行相关分析，相关分析的过程为高速摄像机拍摄的视频格式，导入电脑中经过Virtual Dub转换为图片格式，然后将图片格式导入MATLAB子数据库中的PIVlab中进行互相关分析，将分析的结果以ASCLL值的形式导出，便含有空间坐标X、Y以及所对应的速度数据u、v这样就实现了二维速度场测量的目的。