一種平板流流體實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及流體力學實驗領域，具體涉及一種平板流流體實驗裝置。
【背景技術】
[0002]研究流體流過某通道時的速度分布、壓強分布以及流態(tài)是流體力學研究的重要課題，平板流作為其中最簡單的情形是研究復雜流動狀態(tài)的基礎。流體流過平行板時的流態(tài)和流速同板間距和水力梯度的關系是平板流研究的主要內容，而目前尚缺乏一種能完整反映上述各個指標并且價格低廉的實驗裝置，這為深入研究平板流流體流動帶來了困難。若要在獲得完整流體流動的數(shù)據(jù)的前提下節(jié)約成本，就需要一種新型的平板流流體實驗裝置。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種平板流流體實驗裝置，該裝置功能齊全、方便靈活、成本低廉，由于本裝置可以獲得平板流的水力梯度、板間距、流態(tài)和流速等指標，因此可用于研究平板流流體流動。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為:
[0005]—種平板流流體實驗裝置，包括殼體和設置于殼體內部的流體通道，殼體的左右端面分別設置有與所述流體通道相通的流體入口和流體出口，所述殼體的下表面沿流體流動方向設置有若干個測壓接頭，每兩個相鄰測壓接頭之間的距離相等，所述殼體的上表面或側面為透明的。
[0006]優(yōu)選的，所述殼體的材質為有機玻璃。有機玻璃透明，而且強度較好，重量輕，表面光滑度較好，一方面可以方便觀察液體的流動形態(tài)，另一方面有機玻璃表面光滑，對水流基本沒有影響。
[0007]優(yōu)選的，所述殼體為一體成型。一體成型的殼體易于加工，適用于批量生產(chǎn)。
[0008]優(yōu)選的，所述殼體由上平行板、下平行板、兩塊側面擋板、前擋板和后擋板組裝而成。由擋板組裝而成，各個擋板可以拆卸，所以可以通過設置不同的規(guī)格，調節(jié)實驗裝置的大小。
[0009]進一步優(yōu)選的，所述上平行板靠近流體入口和流體出口處設置有用于使流體在管道流和平板流之間平穩(wěn)過渡的坡度，下平行板靠近流體入口和流體出口處也設置用于使流體在管道流和平板流之間平穩(wěn)過渡的坡度。
[0010]進一步優(yōu)選的，所述上平行板、下平行板、兩塊側面擋板、前擋板和后擋板的內側均設置有密封層。密封層可以防止流體的泄漏，避免因流體泄漏對平板流產(chǎn)生影響。
[0011]更進一步優(yōu)選的，所述密封層為硅膠墊。硅膠具有良好的耐水性能，而且壽命較長，可以保持較長時間的密封性能。
[0012]優(yōu)選的，所述流體入口為入口寶塔接頭和設置在入口寶塔接頭內部的注射針頭，注射針頭與所述流體通道連通。注射針頭可以深入到殼體的內側，可以與液體通道密切配合，更容易使流體變?yōu)槠桨辶鳌?br>[0013]優(yōu)選的，所述殼體的上表面為透明的。上平行板透明，入口寶塔接頭內帶有注射針頭，使用時針頭注射顏料，可更方便觀察板間流體的流態(tài)變化。
[0014]下平行板帶有若干等距的測壓接頭，使用時連接測壓管可測得板間流體的水力梯度。
[0015]優(yōu)選的，所述側面擋板具有不同規(guī)格，通過改變側面擋板的厚度來改變上平行板和下平行板之間的距離。通過改變上平行板和下平行板之間的距離來得出液體通道的高度對平板流的影響。
[0016]優(yōu)選的，所述流體出口設置有用于檢測流體流速的裝置。
[0017]進一步優(yōu)選的，所述用于檢測流體流速的裝置為電子秤和放置于電子秤上的容器。將流體導入容器中，可以通過觀察電子秤示數(shù)的變化得到流體的流速。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:
[0019]1、本發(fā)明使用前入口寶塔接頭通過硅膠管連接水箱，硅膠管內嵌一毛細管連接注射針頭和裝有顏料的注射器，測壓寶塔接頭通過硅膠管連接測壓管，出口寶塔接頭通過硅膠管將流體導入容器內，容器置于電子秤上。使用時讓水箱內的流體流入裝置，待流動穩(wěn)定之后，通過測壓管讀數(shù)可得到水力梯度，通過電子稱示數(shù)變化可得到流速，通過注射顏料可觀察到水流流態(tài)。
[0020]2、本發(fā)明的側面擋板可以更換，通過改變側面擋板的厚度可以改變板間距。本發(fā)明裝置可模擬平板流的流體流動，能完整地得出板間流體的各個指標和參數(shù)。
[0021]3、主體采用有機玻璃制造，原料豐富易于加工。
[0022]4、本發(fā)明的各部分協(xié)調一致，可得出平板流的流態(tài)和流速同水力梯度和板間距之間的關系。因此本發(fā)明裝置具有功能齊全、方便靈活、成本低廉的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明各個部件的結構示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明的頂面結構示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明的底面結構示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明的縱向剖面結構示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明的橫向剖面結構示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明的入口寶塔接頭和注射針頭結構示意圖。
[0029]其中，1、螺母，2、上平行板，3、密封層，4、前擋板，5、入口寶塔接頭，6、注射針頭，7、螺栓，8、測壓接頭，9、螺栓孔，10、測壓孔，11、下平行板，12、側面擋板，13、后檔板，14、出口寶塔接頭。
具體實施方法
[0030]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0031]實施例1
[0032]如圖5所示，一種平行板流體實驗裝置，包括殼體和設置于殼體內部的流體通道，殼體的左右端面分別設置有與所述流體通道相通的流體入口和流體出口。
[0033]如圖1所示，殼體由上平行板2、下平行板11、兩塊側面擋板12、前擋板4和后擋板13組裝而成。
[0034]如圖4所示，上平行板2和下平行板靠近流體入口和流體出口處設置有坡度。
[0035]如圖6所示，流體入口為入口寶塔接頭5和設置在入口寶塔接頭5內部的注射針頭6ο
[0036]如圖2和圖3所示，上平行板2為透明的，或者是側面擋板12是透明的。下平行板11上設置多個測壓接頭8，每兩個相鄰測壓接頭8之間的距離相等，測壓接頭8連接測壓管。
[0037]上平行板2、下平行板11、兩塊側面擋板12、前擋板4和后擋板13的內側均設置有密封層。
[0038]流體出口為出口寶塔接頭14，其外側設置電子秤，電子秤上放置容器。
[0039]該裝置使用時，流體依次流經(jīng)入口寶塔接頭5或注射針頭6、上下平行板間的流體通道、出口寶塔接頭14。入口寶塔接頭5內的注射針頭6用于釋放顏料以便觀察流體流態(tài)；設置于入口一側的上平行板2和下平行板11的坡度用于使流體由管道流平穩(wěn)過渡到平板流；上平行板2透明時，觀測的面積較大，方便觀察；下平行板11上設置的測壓接頭8所連的測壓管用于測量通道內流體的水壓變化以得到水力梯度；設置于出口一側的上平行板2和下平行板11的坡度用于使流體由平板流平穩(wěn)過渡到管道流；出口寶塔接頭14用于連接水管將流體導入容器中，通過觀察電子秤的示數(shù)變化得到流體的實時流速；密封層用于保證整個裝置的水封性；側面擋板12可以拆卸和更換以便調節(jié)板間距。
[0040]本發(fā)明的安裝方法為:
[0041]將下平行板11水平放置，在兩側墊上長條狀硅膠墊3，硅膠墊3上放置側面擋板12，側面擋板12上放置長條狀硅膠墊，其上再放置上平行板2，上平行板2、下平行板11、硅膠墊3須對齊，在兩側螺栓孔9擰上螺栓7和螺母1，螺栓7在下，螺母I在上，由于長條狀硅膠墊3具有彈性，所以可調節(jié)螺栓7松緊度以微調板間距，配合塞尺可調節(jié)出理想的板間距，在上平行板2和下平行板11出口一側裝上硅膠墊3和后擋板16，擰緊螺栓7，用同樣的方法裝上硅膠墊3和前擋板4，在下平行板11底面的測壓孔10上安裝測壓接頭8，在前擋板4和后擋板16上分別安裝入口寶塔接頭5和出口寶塔接頭17，安裝時用玻璃膠粘接以保證水封性，使用時注射針頭6連接毛細管后伸入入口寶塔接頭5中。
[0042]實施例2
[0043]所述殼體也可以為一體成型。
[0044]上述雖然結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種平板流流體實驗裝置，其特征在于:包括殼體和設置于殼體內部的流體通道，殼體的左右端面分別設置有與所述流體通道相通的流體入口和流體出口，所述殼體的下表面沿流體流動方向設置有若干個測壓接頭，每兩個相鄰測壓接頭之間的距離相等，所述殼體的上表面或側面為透明的。2.根據(jù)權利要求1所述的平板流流體實驗裝置，其特征在于:所述殼體由上平行板、下平行板、兩塊側面擋板、前擋板和后擋板組裝而成。3.根據(jù)權利要求2所述的平板流流體實驗裝置，其特征在于:所述上平行板靠近流體入口和流體出口處設置有用于使流體在管道流和平板流之間平穩(wěn)過渡的坡度。4.根據(jù)權利要求3所述的平板流流體實驗裝置，其特征在于:下平行板靠近流體入口和流體出口處也設置用于使流體在管道流和平板流之間平穩(wěn)過渡的坡度。5.根據(jù)權利要求2所述的平板流流體實驗裝置，其特征在于:所述上平行板、下平行板、兩塊側面擋板、前擋板和后擋板的內側均設置有密封層。6.根據(jù)權利要求5所述的平板流流體實驗裝置，其特征在于:所述密封層為硅膠墊。7.根據(jù)權利要求1所述的平板流流體實驗裝置，其特征在于:所述流體入口為入口寶塔接頭和設置在入口寶塔接頭內部的注射針頭，注射針頭與所述流體通道連通。8.根據(jù)權利要求1所述的平板流流體實驗裝置，其特征在于:所述殼體的上表面為透明的。9.根據(jù)權利要求2所述的平板流流體實驗裝置，其特征在于:所述側面擋板具有不同規(guī)格，通過改變側面擋板的厚度來改變上平行板和下平行板之間的距離。10.根據(jù)權利要求1所述的平板流流體實驗裝置，其特征在于:所述流體出口設置有用于檢測流體流速的裝置，所述用于檢測流體流速的裝置為電子秤和放置于電子秤上的容器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種平板流流體實驗裝置，包括殼體和設置于殼體內部的流體通道，殼體的左右端面分別設置有與所述流體通道相通的流體入口和流體出口，所述殼體的上表面或下表面沿流體流動方向設置有若干個測壓接頭，所述殼體的上表面或側面為透明的。本發(fā)明通過測壓管讀數(shù)可得到水力梯度，通過電子稱示數(shù)變化可得到流速，通過注射顏料可觀察到水流流態(tài)。本發(fā)明的側面擋板可以更換，通過改變側面擋板的厚度可以改變板間距。本發(fā)明裝置可模擬平板流的流體流動，能完整地得出板間流體的各個指標和參數(shù)。本發(fā)明的各部分協(xié)調一致，可得出平板流的流態(tài)和流速同水力梯度和板間距之間的關系。因此本發(fā)明裝置具有功能齊全、方便靈活、成本低廉的優(yōu)點。
【IPC分類】G09B23/12
【公開號】CN105118359
【申請?zhí)枴緾N201510535008
【發(fā)明人】王者超, 方水鑫, 李術才, 鐘克誠, 萬媛媛, 王晴, 溫炳旺, 紀曉航, 張振寬
【申請人】山東大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月27日