[實用新型]一種用于觀測湍流特征的雷諾實驗儀

有效

• 申請號: 201921865799.5
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN210777425U
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 王?？?/a>;錢會;陳潔;于滌塵;竇妍;高燕燕
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本實用新型公開了一種用于觀測湍流特征的雷諾實驗儀，穩水箱和試驗管道設置于實驗臺上，穩水箱中設有擋板b，擋板b將穩水箱內腔分隔為A區和B區，穩水箱中還設有擋板a，擋板a將所述A區分隔為A1區和A2區，擋板a和擋板b頂部平齊且與穩水箱內頂面留有空隙；供水箱的出口與A1區連通，A2區的底部設有溢流管；試驗管道的進口與B區連通，試驗管道的出口設有流量調節閥；示蹤盒設置于穩水箱頂部，示蹤盒管道的入口與示蹤盒連接，示蹤盒管道的出口設置在試驗管道進口處。本實用新型通過兩種示蹤劑的對比試驗研究，可用于分析不同層流到湍流的流動特征，有助于湍流現象的研究；試驗有效減少了試驗時存在的內部擾動和觀測誤差，大大提高了試驗精度。

技術領域

本實用新型屬于流體力學實驗設備領域，涉及一種用于觀測湍流特征的雷諾實驗儀。

背景技術

雷諾實驗是雷諾于1883年設計的經典實驗，用于研究流體的不同流動狀態，即層流狀態和湍流狀態。雷諾用滴管在流體內注入有色顏料，發現流速不大時，管內呈現一條條與管壁平行并清晰可見的有色細絲即脈線，管內流體分層流動，互不混淆，說明管內流體處于層流運動狀態。增大流速，則脈線變粗，開始出現波紋，隨管內流速的增加，波紋的數目和振幅逐漸加大，當流速達到某數值時，脈線突然分裂成許多運動著的小渦旋，繼而很快消失，使整個管內的流體帶上了淡薄的顏料的顏色，此時流體處于湍流狀態。

目前，雖然進行了許多關于湍流的研究，但是迄今還沒有成熟的數學理論，許多基本技術問題尚未得到完美的理論解釋。人們希望通過湍流實驗研究，能在不久的將來揭示出湍流現象的一些機制，從而對全面認識和解決湍流這個難題向前跨進一步。鑒于此，對傳統的雷諾實驗儀進行改進，一方面提高試驗的觀測精度，另一方面進一步明確流體從層流到湍流的變化特征。

實用新型內容

為解決現有技術中心存在的問題，本實用新型的目的是提供一種用于觀測湍流特征的雷諾實驗儀，本實用新型能夠較為準確的觀測流體從層流到湍流的變化特征。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種用于觀測湍流特征的雷諾實驗儀，包括實驗臺、供水箱、穩水箱、示蹤盒、試驗管道和示蹤盒管道，穩水箱和試驗管道設置于實驗臺上，穩水箱中設有擋板b，擋板b將穩水箱內腔分隔為A區和B區，穩水箱中還設有擋板a，擋板a將所述A區分隔為A1區和A2區，擋板a和擋板b頂部平齊且與穩水箱內頂面留有空隙；供水箱的出口與A1區連通，A2區的底部設有溢流管；試驗管道的進口與B區連通，試驗管道的出口設有流量調節閥；示蹤盒設置于穩水箱頂部，示蹤盒管道的入口與示蹤盒連接，示蹤盒管道的出口設置在試驗管道進口處；試驗管道是透明的。

所述試驗管道的橫截面為矩形。

示蹤盒設置至少兩個，示蹤盒中盛裝不同顏色的示蹤劑，每個示蹤盒上均連接有所述示蹤盒管道。

每個示蹤盒上連接的示蹤盒管道的出口在試驗管道進口處呈水平并排分布。

供水箱中裝有抽水泵，抽水泵通過上水管與所述A1區連通。

還包括集水池和集水管，集水池設置于試驗管道的出口處，用于盛接試驗管道的出水，集水管的一端與集水池連接，另一端連接至供水箱。

溢流管連接至供水箱。

試驗管道的上方設有用于拍攝試驗管道內流體流動狀態的高速攝影機。

本實用新型具有如下有益效果：