[發明專利]一種平板流流體實驗裝置

有效

• 申請號: 201510535008.2
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN105118359B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）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（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本發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

研究流體流過某通道時的速度分布、壓強分布以及流態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的基礎。流體流過平行板時的流態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據的前提下節約成本，就需要一種新型的平板流流體實驗裝置。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，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、流態和流速等指標，因此可用于研究平板流流體流動。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

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。

優選的，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，另一方面有機玻璃表面光滑，對水流基本沒有影響。

優選的，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。

優選的，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格，調節實驗裝置的大小。

進一步優選的，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過渡的坡度。

進一步優選的，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生影響。

更進一步優選的，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。

優選的，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，更容易使流體變為平板流。

優選的，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變化。

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。

優選的，所述側面擋板具有不同規格，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。

優選的，所述流體出口設置有用于檢測流體流速的裝置。

進一步優選的，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的變化得到流體的流速。

本發明的有益效果為：

1、本發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，待流動穩定之后，通過測壓管讀數可得到水力梯度，通過電子稱示數變化可得到流速，通過注射顏料可觀察到水流流態。

2、本發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。

3、主體采用有機玻璃制造，原料豐富易于加工。

4、本發明的各部分協調一致，可得出平板流的流態和流速同水力梯度和板間距之間的關系。因此本發明裝置具有功能齊全、方便靈活、成本低廉的優點。

附圖說明

圖1是本發明各個部件的結構示意圖；

圖2為本發明的頂面結構示意圖；

圖3為本發明的底面結構示意圖；

圖4為本發明的縱向剖面結構示意圖；

圖5為本發明的橫向剖面結構示意圖；

圖6為本發明的入口寶塔接頭和注射針頭結構示意圖。