[实用新型]一种可精确控制流态的水力学实验装置

说明书

本实用新型公开了一种可精确控制流态的水力学实验装置，包括底座（14）、水流喷射机构、水头损失测量机构、流量测定装置（7）和自循环供水机构，水流喷射机构、水头损失测量机构、流量测定装置（7）和压力测量机构均固定设置在自循环供水机构上方，水流喷射机构、水头损失测量机构和流量测定装置（7）均固定设置在底座（14）。本实用新型装置采用微调尾阀替代原装置中调节水流流态时操作难度很大的尾阀，使得实验能够更为顺利地进行，提高了实验精度可可操作性；采用流量测定装置而不需要另外使用量水杯，更为迅速准确地对流量进行测定，大大提高了实验效率；采用水准管、伸缩支架来确保实验管道处于水平位置，减小了实验的误差。

技术领域

本实用新型涉及一种可精确控制流态的水力学实验装置，属于水力学实验装置技术领域。

背景技术

在水力学实验中，雷诺实验和管道沿程水头损失实验往往因为尾阀开度难以调节而导致水流在由紊流调节至层流状态时尾阀瞬间达到开度最小的极限，因此最终使得测量点不足而无法绘制出层流状态下，水头损失hf与断面平均流速v间的对数关系曲线、沿程水头损失系数λ与雷诺数Re的对数关系曲线。

在雷诺实验和管道沿程水头损失实验的具体过程中，可能因为实验管道不够水平而存在能量方程中的z值不相等的问题，导致理论上的沿程水头损失与实际相比误差较大；此外，两种实验就需要多次对流量进行测量，耗时费力且由于人工操作的影响导致最终计算得出的流量、流速误差较大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种可精确控制流态的水力学实验装置，减小了水头损失，提高了实验精度。

为达到上述目的，本实用新型提供一种可精确控制流态的水力学实验装置，包括底座、水流喷射机构、水头损失测量机构、流量测定装置和自循环供水机构，所述水流喷射机构、所述水头损失测量机构和所述流量测定装置均固定设置在所述自循环供水机构上方，所述水流喷射机构、所述水头损失测量机构和所述流量测定装置均固定设置在所述底座。

优先地，所述水头损失测量机构包括实验管道、压差计、两个伸缩支架和用于测量所述整个实验管道是否在同一水平面上的水准管，所述实验管道左端连通所述水流喷射机构，所述实验管道横向向右延伸到所述流量测定装置上方，两个所述伸缩支架固定设置所述底座上，所述压差计两端分别连通所述实验管道左端和所述实验管道右端，所述水准管固定设置在所述实验管道上，所述压差计的两端分别固定连接一个所述伸缩支架；所述伸缩支架包括固定杆、横杆和套杆，所述固定杆固定设置在所述底座上，所述套杆套设并滑动连接所述固定杆，所述固定杆上开设多个等间距排列的横向贯穿的通孔，所述套杆上开设多个配合通孔的等间距排列的横向贯穿的左通孔和右通孔，所述横杆插入所述固定杆和所述套杆中将两者相互固定。

优先地，所述流量测定装置包括微调尾阀、水管、水槽、压力传感器、管道开关和显示器，所述微调尾阀安装在所述实验管道上，所述水槽固定设置在所述底座右端，所述水槽通过所述水管连通所述自循环供水机构，所述压力传感器横向固定设置在所述水槽内部底端，所述管道开关安装在所述水管上，所述显示器电连接所述压力传感器。

优先地，所述水流喷射机构包括水箱、溢流板、消能室挡板和消能室挡板，所述水箱固定设置在底座上，所述溢流板密封固定连接所述水箱前后内侧壁，所述溢流板左侧的水箱底壁连通所述自循环供水机构，所述消能室挡板竖向固定设置在所述溢流板右侧；还包括多个鹅卵石，多个鹅卵石放置在所述溢流板和所述消能室挡板之间。

优先地，所述自循环供水机构底部水箱、抽水机、进水管和进水阀，所述溢流板左侧的水箱底壁连通所述底部水箱，所述底部水箱通过所述进水管连通所述溢流板右侧的水箱底壁，所述抽水机和所述进水阀均安装在所述进水管上，所述水槽通过所述水管连通所述底部水箱。