專利名稱：流動(dòng)圖形演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水力學(xué)及流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示儀。
背景技術(shù)：
在水力學(xué)及流體力學(xué)教學(xué)中，由于一些流體流動(dòng)現(xiàn)象的不可見性，使學(xué)生對(duì)一些流體流 動(dòng)的規(guī)律和特性感到抽象，而難以理解。因此，常將一些流動(dòng)現(xiàn)象及其規(guī)律可視化。流動(dòng)圖 形演示儀就用于此目的。目前，用于教學(xué)的流動(dòng)圖形演示儀存在以下問(wèn)題不能演示低雷諾 數(shù)的流動(dòng)圖形，制作繁瑣、易串水、漏水影響演示效果，維修困難，使用壽命短。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有流動(dòng)圖形演示儀存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種組裝式流動(dòng)圖形演示儀， 該演示儀能清晰地演示高、低雷諾數(shù)的流動(dòng)圖形，不串水，制作簡(jiǎn)便，維修方便，使用壽命 長(zhǎng)。
本實(shí)用新型解決問(wèn)題的技術(shù)方案
1、 實(shí)現(xiàn)了低雷諾數(shù)流動(dòng)圖形的演示
演示高雷諾數(shù)流動(dòng)圖形的示蹤氣體是用自吸摻氣，即在流體入口處將斷面縮小形 成喉頸、使流體的動(dòng)能增大、壓能降低而產(chǎn)生負(fù)壓，氣體從喉頸的小孔被吸入。而低 雷諾數(shù)流動(dòng)時(shí)速度慢、動(dòng)能低、壓能高氣體不能被吸入。本實(shí)用新型配有專用示蹤氣 體產(chǎn)生設(shè)置，用于演示低雷諾數(shù)的流動(dòng)圖形，并加大演示流道的寬度以演示卡門渦街 的形成及發(fā)展過(guò)程，通過(guò)流量的調(diào)節(jié)使流體的雷諾數(shù)Re達(dá)40。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)雷諾數(shù)Re 為50-300時(shí)，漩渦從物體上脫落是有周期性規(guī)律的，其中Re在50-150的范圍內(nèi)渦 街較穩(wěn)定，當(dāng)Re > 300時(shí)漩渦開始出現(xiàn)隨機(jī)性脫落，隨著Re繼續(xù)加大，漩渦脫落的
隨機(jī)性也增大，最后形成紊流。在自然界中?？吹娇ㄩT渦街現(xiàn)象，如水流過(guò)橋墩、風(fēng) 吹過(guò)煙囪等都可形成卡門渦街，卡門渦街在某種條件下會(huì)引起結(jié)構(gòu)物的破壞。
2、 改造演示儀的結(jié)構(gòu)及加工工藝，增加量測(cè)裝置
現(xiàn)有流動(dòng)圖形演示儀的演示板為整體式,其構(gòu)件全部用有機(jī)玻璃制件粘結(jié)構(gòu)成。 演示圖形流道與兩側(cè)的泄流通道為6mm狹縫通道，用四根lm多長(zhǎng)的有機(jī)玻璃條與壁 面粘結(jié)隔成3個(gè)并列通道，演示通道內(nèi)的整流構(gòu)件采用多根制作規(guī)則的有機(jī)玻璃細(xì)條 粘結(jié)組成。構(gòu)件制作繁瑣、粘結(jié)操作不便、粘結(jié)點(diǎn)多，很難粘牢，粘結(jié)處常開裂、出 現(xiàn)嚴(yán)重的串水、漏水、難以修復(fù)，影響演示效果，使用壽命短。
本實(shí)用新型流動(dòng)圖形演示儀為臺(tái)式，由自循環(huán)供水系統(tǒng)、量測(cè)設(shè)置及四塊6mm狹 縫通道演示板構(gòu)成。其特征是每塊演示板由3個(gè)組件構(gòu)成，用法蘭盤(8)連接，見


圖1。
組件I ,位于流道的進(jìn)口端，設(shè)喉頸(2)、摻氣孔(3)、示蹤氣體產(chǎn)生設(shè)置(14) 用于流體的摻氣，在擴(kuò)大段安裝多孔板(4)、 (5)， 二塊孔板的孔徑由中心向兩側(cè)逐 漸增大，孔板(5)較孔板(4)的孔徑小，在直段安裝多根導(dǎo)流管(7)、細(xì)鋼絲網(wǎng)(9)。 流體通過(guò)(4)、 (5)、 (7)、 (9)的整流，使流體的品質(zhì)比現(xiàn)有儀器得到進(jìn)一步提高。
組件I，全部用不銹鋼材料采用焊接，易加工、堅(jiān)固耐用、長(zhǎng)期不需維修，使用 壽命長(zhǎng)。
組件II，位于組件I的出流端，用法蘭盤(8)與組件I連接，設(shè)圖形流道(11) 演示構(gòu)件(10)、導(dǎo)流構(gòu)件(12)。演示構(gòu)件(10)設(shè)圓柱體、機(jī)翼、突然縮小與突然 放大、逐漸縮小與逐漸放大四種演示內(nèi)容，其流量均可調(diào)控和量測(cè)。機(jī)翼演示板裝有 量測(cè)機(jī)翼迎角的角度盤。
組件II用透明有機(jī)玻璃粘結(jié)，因?yàn)槭菃瘟鞯溃瑑H在流道二側(cè)粘接，操作方便，粘結(jié)牢固不易開裂。
組件III，位于組件II的出流端，為泄流通道(13)，用法蘭盤(8)與組件II連接，
杜絕了與演示通道的串水。組件in用透明有機(jī)玻璃制件粘結(jié)。 組裝式結(jié)構(gòu)易拆裝，維修方便，維修工作量很少，使用壽命長(zhǎng)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。 圖i是演示板的示意圖
圖中l(wèi).接水盒、2.流道收縮喉頸、3.吸氣孔、4.導(dǎo)流孔板、5.導(dǎo)流孔板、6.導(dǎo)管 固定板、7.導(dǎo)流管、8.法蘭盤、9.細(xì)鋼絲網(wǎng)、10.突然縮小與突然放大演示構(gòu)件、11.圖形 流道、12.導(dǎo)流構(gòu)件、13.泄流通道、14.示蹤氣體產(chǎn)生設(shè)置
I.摻氣及整流組件，Il.演示流道組件，III.泄流通道組件
具體實(shí)施方式
圖1是除去面罩后的突然放大與突然縮小演示板的正視結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)演示高雷諾數(shù)流 動(dòng)時(shí)，流體通過(guò)喉頸(2)、吸氣孔(3)將氣體吸入。在演示低雷諾數(shù)流動(dòng)時(shí)將示蹤氣體產(chǎn)生 設(shè)置(14)的輸氣管與吸氣孔(3)連接。
摻有氣體的流體，通過(guò)導(dǎo)流板(4)與(5)、導(dǎo)流管(7)、細(xì)鋼絲網(wǎng)(9)的整流進(jìn)入演 示圖形通道，由泄流通道(13)進(jìn)入流量量測(cè)設(shè)置，而后回到自循環(huán)供水系統(tǒng)的存水箱。通 過(guò)流量的調(diào)控和量測(cè)可觀看不同雷諾數(shù)的流動(dòng)狀態(tài)。低雷諾數(shù)Re可以作到40,高雷諾數(shù)Re 可以作到2300以上。
演示結(jié)束流動(dòng)圖形通道的存水流入接水盒1然后回到自循環(huán)供水系統(tǒng)的存水箱。
本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于高等院校及中等專業(yè)學(xué)校的航天、水利、環(huán)保、空調(diào)、交通、 化工、醫(yī)藥、傳熱等多種專業(yè)的水力學(xué)及流體力學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
權(quán)利要求1. 一種臺(tái)式液體流動(dòng)圖形演示儀，由自循環(huán)供水系統(tǒng)、量測(cè)設(shè)置及四塊6mm狹縫通道演示板構(gòu)成，其特征是演示板為組裝式結(jié)構(gòu)，由組件I、II、III構(gòu)成，組件間用法蘭盤(8)連接，組件I位于流體的入口端，設(shè)摻氣構(gòu)件(2)、(3)、示蹤氣體產(chǎn)生裝置(14)及整流構(gòu)件(4)、(5)、(6)、(7)、(9)，組件II位于組件I的出流端，設(shè)演示通道(11)、演示構(gòu)件(10)、導(dǎo)流構(gòu)件(12)，演示構(gòu)件(10)設(shè)圓柱體、機(jī)翼、突然縮小與突然放大及逐漸縮小與逐漸擴(kuò)大四種演示內(nèi)容，用四塊演示板，演示流量均可調(diào)控與量測(cè)，機(jī)翼演示板裝有量測(cè)機(jī)翼迎角的角度盤，組件III位于組件II的出流端，設(shè)泄流通道(13)將泄流進(jìn)入流量量測(cè)設(shè)置，而后回到自循環(huán)供水系統(tǒng)的存水箱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1.所述的液體流動(dòng)圖形演示儀，其特征是組件I ，設(shè)喉頸(2)、摻氣孔(3), 在擴(kuò)大段安裝多孔板(4)、 (5), 二塊孔板的孔徑由中心向兩倆逐漸增大，孔板(5)較(4)的孔徑 小，在直段安裝多根導(dǎo)流管(7)、細(xì)鋼絲網(wǎng)(9)，組件I全部用不銹鋼材料,采用焊接,其構(gòu)件 (4)和構(gòu)件(5)點(diǎn)焊在組件I內(nèi)，導(dǎo)管(7)焊在導(dǎo)管固定板(6)上，不銹鋼絲網(wǎng)夾在與組件II連接的 法蘭盤(8)中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l.所述的液體流動(dòng)圖形演示儀，其特征是組件II,設(shè)圖形流道(U)、演示構(gòu)件鵬、導(dǎo)流構(gòu)件肪，組件ii全部用透明有機(jī)玻璃制件粘結(jié)，構(gòu)件aa)及構(gòu)件幼牢固粘結(jié)在演示通道aD的壁面上，用法蘭盤(8)與組件I連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求i.所述的液體流動(dòng)圖形演示儀，其特征是組件m,為泄流通道腿，其出 口設(shè)有短管,與流量量測(cè)設(shè)置配用，用法蘭盤(8)與組件n連接，組件m用透明有機(jī)玻璃制件 粘結(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1.所述的液體流動(dòng)圖形演示儀，其特征是示蹤氣體產(chǎn)生設(shè)置腳位于組 件邁的頂端，用于低雷諾數(shù)流動(dòng)圖形的演示，將狄的輸氣管與摻氣孔(3)連接。
專利摘要一種新結(jié)構(gòu)流動(dòng)圖形演示儀，解決了現(xiàn)有演示儀不能演示低雷諾數(shù)流動(dòng)圖形；演示流道與泄流通道間常串水、影響演示效果；演示板全部構(gòu)件用有機(jī)玻璃制件粘結(jié)，制作繁瑣、使用壽命短等問(wèn)題。本儀器配有示蹤氣體產(chǎn)生裝置，既能演示高雷諾數(shù)流動(dòng)圖形又能演示低雷諾數(shù)流動(dòng)圖形，雷諾數(shù)達(dá)40，可清晰地演示卡門渦街的形成及發(fā)展過(guò)程；組裝式結(jié)構(gòu)由摻氣及整流組件I、演示流道組件II、泄流通道組件III構(gòu)成。組件I用不銹鋼材料制作，組件II與III用透明有機(jī)玻璃制件粘結(jié)，組件III位于組件II的頂端不會(huì)發(fā)生串水，使用壽命長(zhǎng)。儀器設(shè)自循環(huán)供水系統(tǒng)，演示項(xiàng)目設(shè)圓柱、機(jī)翼、突然縮小與突然放大、逐漸縮小與逐漸放大?？蓱?yīng)用于多種專業(yè)的水力學(xué)及流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
文檔編號(hào)G09B23/00GK201251870SQ200820107489
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者鋒 田, 雷 田 申請(qǐng)人:田 鋒;田 雷