[發明專利]一種多重嵌套式高速實驗水洞

有效

• 申請號: 201710452877.8
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107402114B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 詹杰民;范慶;羅瑩瑩;蔡文豪;龔也君;胡文清;蘇煒;陳宇;趙陶
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 鄭永泉;邱奕才

本發明涉及一種多重嵌套式高速實驗水洞，包括大型實驗水池、主水道管、多個控制水道管及多個水泵；多個控制水道管依次嵌套于主水道管的外部，且相鄰管之間設有間隙；主水道管及各個控制水道管的兩端分別設有出口及入口，各個出口分別連接不同的水泵；主水道管與多個控制水道管組裝后浸入大型實驗水池內不同深度。本發明中，水從出口被泵入水泵內繼而從水泵出水口流出與大型實驗水池內的水混合，由此形成自循環系統，在水泵泵水時能分別調節主水道管及各個控制水道管中的流量，以消除由于端口效應在主水道管內水高速流動產生的空泡，當將物模置于主水道管內進行物模實驗時，能獲取平穩的來流，為物模實驗創造優質的實驗環境。

技術領域

本發明涉及水動力學實驗技術研究領域，更具體地，涉及一種多重嵌套式高速實驗水洞。

背景技術

水洞是水動力學實驗的一種設備，可用來研究邊界層現象、湍流空化及水彈性等現象，還可以用來研究水流與實驗物體之間的作用力。因此，水洞的建設對于水動力學研究具有很高的價值。

現有的高速水洞空化現象嚴重，當將物模置入水洞內進行物模實驗時，高速來流會在實驗段產生大量空泡，致使來流不平穩，進而影響物模實驗的順利開展。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種多重嵌套式高速實驗水洞，水高速流動時能消除試驗段的空泡，獲取平穩的來流，為物模實驗創造優質的實驗環境。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

提供一種多重嵌套式高速實驗水洞，包括大型實驗水池、主水道管、多個控制水道管及多個水泵；多個控制水道管依次嵌套于主水道管的外部，且相鄰管之間設有間隙；主水道管及各個控制水道管的兩端分別設有出口及入口，各個出口分別連接不同的水泵；主水道管與多個控制水道管組裝后浸入大型實驗水池內。

上述方案中，通過將主水道管及多個控制水道管嵌套設置，并將主水道管及各個控制水道管的出口分別連接不同的水泵，使得水從出口被泵入水泵內繼而從水泵出水口流出與大型實驗水池內的水混合，由此形成自循環系統，在水泵泵水時能分別調節主水道管及各個控制水道管中的流量，以消除由于端口效應在主水道管內水高速流動產生的空泡，當將物模置于主水道管內進行物模實驗時能獲取平穩的來流，為物模實驗創造優質的實驗環境。

優選地，還包括連接結構，相鄰管之間通過連接結構連接，且管與管連接時水能在管內流通。這樣設置使得相鄰管之間能牢固連接，防止水高速流動時管與管發生相對位移，影響空泡的消除效果，進而影響來流的平穩性。進一步優選地，所述連接結構包括螺柱、設于內層管外壁上的螺母及設于外層管內壁上的螺孔；將螺柱安裝在螺母及螺孔內，即實現相鄰管的連接。

優選地，還包括高度能調節的支架，所述支架設于大型實驗水池內并用于支撐多個控制水道管及主水道管。支架的設置便于調節控制水道管及主水道管的高度，使其浸入大型實驗水池內不同深度，以測試自由面對該多重嵌套式高速實驗水洞的影響。自由面為大型實驗水池內水的水平面。

優選地，控制水道管包括第一控制水道管及第二控制水道管。具體實驗時，可根據實際需要設置控制水道管的數量，以滿足不同實驗的需求。

優選地，各個控制水道管的長度均小于主水道管的長度，且各個控制水道管的出口與主水道管的出口位于不同位置。這樣設置能進一步控制由于端口效應產生的空泡傳入主水道管內，影響主水道管內來流的平穩性。

優選地，主水道管及各個控制水道管的軸位于同一軸線上。

優選地，出口的直徑小于入口的直徑。這樣設置便于獲取高速的水流。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：