[实用新型]多功能工程流体力学系统实验装置

说明书

本实用新型属于流体力学测试、实验技术领域。

工程流体力学实验装置有多种，各有其特点和应用范围。如测试管流摩擦阻力，节流计量的流量系数，离心泵的特性等。这些现有实验装置的功能都是单一的，它们割离了实验原理的共通性和内在连系，难于对比各实验的特殊性，不能直观地相互启发，加深对原理的理解和应用，以获得较为完整、活化的感性知识，使实验的效果和效率受到局限。单一实验由于流程装置、测试参数、实验操作等实验技术的类同性，导致实验设备和测试手段重叠，耗费财力、物力和人力。

英国Armfield    Technical    Education    Company（阿费德技术教育公司）生产，并在国际市场上销售的Fluid    Fric－tion    Apparatus（流体摩擦实验装置），它是由若干平行实验管段和部件连接在垂直的分流管和汇流管之间，两端串接动力泵、储槽和量槽。其功能是测试直管摩擦阻力和管件、节流件等的局部阻力，测试项目虽有增加，但其功能仍属单一的，不能进行更多功能的流体力学实验，测试手段仍用一般的容量计时法测流量，U型管测压差，并用泵柱显示压差，不能避免污染。

本实用新型提供一种多功能工程流体力学系统实验装置。根据流体力学所遵循的伯努利方程原理，通过精心设计、计算，采用普适的装置结构、管路流程、最宜的管段长度和直径、取压间距和部件设计等措施，把流体力学各分离的典型实验功能集中在一套装置中，可以分别、相继、有的还可同时进行下列项目实验，并具有单一实验装置所不能达到的良好效果。

一、基本实验

可测直管摩擦阻力；能量转换；雷诺流型；孔板、文氏管流量系数；离心泵特性；阀、管件等局部阻力。

二、其他实验

可测U型管正、负压差；簧管压力计安装位置及使用；皮托测速计的校验；二次流量仪表流量系数的标定；管路特性、管路的并联和分支；离心泵的操作及气缚现象。

三、可开发实验

转子流量计校正；液固流态化；

四、本装置还具有

1.可变换流体介质，改变流体温度。

2.可使用一般测试手段，也可用二次仪表或者两种并存使用。

3.如用一般U型管测压，不用泵柱显示，避免了污染。

图1为多功能工程流体力学系统实验装置示意图。

（1）水箱，（2）量槽快速排水阀，（3）量槽水位指示管，（4）水箱面板，（5）万向脚轮，（6）电源开关，（7）电源指示灯，（8）流量调节阀，（9）管板支柱，（10）管板，（11）活接，（12）固定管卡，（13）转换阀，（14）排气阀，（15）实验管列，（16）取压旋塞及管垫，（17）（18）（19）转换阀，（20）有色水导管，（21）文氏管，（22）皮托测速管，（23）孔板，（24）流量传感器，（25）调节阀，（26）旋动出水口，（27）窥孔，（28）量槽，（29）量槽排水管（30）储槽，（31）水箱框架，（32）电动机，（33）离心泵，（34）立柱垫脚，（35）储槽进、出水口，（36）温度传感器，（37）温度控制器，（38）管板框架，（39）管板面板。

本实用新型的结构装置如图［1］所示，它是由一套不同直径的内壁光滑和粗糙的平行实验管列（15），其直径为φ5～40mm，长度为2～3.2m。实验部件有有色水导管（20），文氏管（21），皮托测速管（22），孔板（23）均用不同材质并按标准规范加工和安装。在各实验管段尾端连接垂直汇流管间装有快速转换阀（17）（18）（19），以切换各管段的通断。在实验管段的入液端设置了一个储槽（30），容积为150～400立升，易于更换不同的流体介质，储槽内装有可调节温度的电加热器（37），易于改变和控制流体介质温度，以扩大实验的条件和范围，在储槽和实验管之间装有一台离心泵（33），作为输送流体介质循环，也可作为实验泵，测定离心泵的特性。在实验管列的出水口段装有流量传感器（24）和量槽（28）。

本实用新型装置的测试参数、实验项目和操作技术是这样实现的：

一，参数一般测试法

流量的测试：旋动出水口（26）转向量槽（28）时开始计时，当出水口转向储槽时计时停止，读取时间，在此时间内流体注入量槽的体积由量槽液位管（3）读取。流量亦可由实验标定后的孔板（23）或文氏管（21）测得。

压力或压差的测试：在取压口a～o连接U型管或簧管压力计测取。

功率：由电机输入功率乘以电机效率得轴功率。

温度：在储槽（30）内的温度计或温度传感器测定。

二，参数用二次仪表测试法