[发明专利]基于垂直交叉平行板组件的流体均匀流动实验装置

说明书

本发明提出的基于垂直交叉平行板组件的流体均匀流动实验装置，流体通过循环水泵(17)提供动力，进入循环水槽(1)后，经过折流区(15)的斜板作用改变流体的流动方向，流体依次经过孔板(13)和四个组件的层层细化和划分，使流体到达实验区后流速大小相等、方向相同。为保证试验区(6)的流动稳定性，在试验区(16)的下游同样设置了和试验区(6)上游相同的四个组件，最后由循环水泵(17)将流体打回到折流区(15)，整个实验系统为一循环系统，通过调节阀门改变流量计流量的大小，从而达到改变实验室流体流速的目的。

技术领域

本发明涉及海洋工程、化工机械、流体力学等技术领域，特别是一种基于垂直交叉平行板组件的流体均匀流动实验装置。

背景技术

船舶、水下航行器、推进器等此类设备，其航行或运行水域内，一般为湖、江或海，由于风速原因、地域高度落差、流体的冷热等原因，这些水域均为流动水域，也即水有一定的流速。在实验室，模拟或验证所开发的这类设备时，往往在静水下操作，再乘上一个经验系数，作为该设备在动域内的运行参数，显而易见，这种方法得到的数据精度较差。

实验室如果能开发一种让流体在某一块流域内均匀流动场所，将为上述设备在运动域内的参数的获取提供很大的便利。这里所谓的均匀流动，是指流体在区域内速度大小相等、方向一致。目前国内也有一些均匀流动实验装置，这些装置内，由于组件结构复杂，导致流体流动阻力大、压降大、能耗高。

本发明提出一种基于垂直交叉平行板组件的流体均匀流动实验装置，该装置流体依次通过间距逐渐减小的四组平行构件，相邻平行构件组相互垂直，获得流体均匀流动的试验区，该装置具有流速稳定、阻力小的优点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于垂直交叉平行板组件的流体均匀流动实验装置，通过布置四组间距逐渐减小、方向相互垂直的平行板，使流体达到均匀流动的目的。

本发明技术方案如下：

基于垂直交叉平行板组件的流体均匀流动实验装置，由循环水槽1、一级水平板组件2、二级垂直板组件3、三级水平板组件4、四级垂直板组件5、试验区6、四级对称垂直板组件7、三级对称水平板组件8、二级对称垂直板组件9、一级对称平行板组件10、缓冲区11、对称缓冲区12、孔板13、对称孔板14、折流区15、对称折流区16、循环水泵17、调节阀门18、循环管19 和流量计20组成。水从循环管经过流量计20进入循环水槽1的折流区15、折流区15的上方为一定斜率的平板，水在折流区15内流动，遇到斜板的作用，向右运动，通过孔板13，进入缓冲区11、然后水依次通过一级水平板组件2、二级垂直板组件3、三级水平板组件4、四级垂直板组件5，达到试验区6，试验区6内的水为速度大小一致、方向一致的均匀流动状态，为保证这一状态的稳定，水离开试验区6后，依次通过四级对称垂直板组件7、三级对称平行板组件8、二级对称垂直组件9和一级对称水平板10后，进入对称缓冲区14，通过对称孔板14后进入对称折流区16，折流区15内的水由循环水泵17打回折流区15，完成水的循环流动。

所述的循环水槽1由透明有机玻璃粘合而成，上端开口，除了折流区15 和对称折流区16外，循环水槽1的横截面为矩形，其长度尺寸远大于横截面尺寸。

所述的一级水平板组件2、二级垂直板组件3、三级水平板组件4和四级垂直板组件5均为一定间距的平行板，相邻两组平行板相互垂直，材质均为透明有机玻璃，一级水平板组件2、二级垂直板组件3、三级水平板组件4和四级垂直板组件5与循环水槽1的内壁面粘合在一起，粘合缝需要保证一定的强度。

所述的一级水平板组件2、二级垂直板组件3、三级水平板组件4和四级垂直板组件5，其间距依次降低，二级垂直板组件3的板间距为一级水平板组件2的1/2，三级水平板组件4的板间距为二级垂直板组件3板间距的1/2，四级垂直板组件5的板间距为三级水平板组件4的1/2。