涉及一種實驗裝置,特別是一種水力學(xué)教學(xué)的實驗裝置。
背景技術(shù):
水電模擬實驗是根據(jù)水電相似原理 而設(shè)計的一種物理模擬實驗,可以直觀反映流體的滲流規(guī)律,并對解析解和數(shù)值解的準(zhǔn)確性進行檢驗,是水力學(xué)教學(xué)過程中的重要的過程。水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗是根據(jù)滲流和電流之間存在著數(shù)學(xué)上的相似性,因這兩種流場可用拉普拉斯方程來描述,所以其對應(yīng)的物理量之間可以相互比擬。因此,水力學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗是水力學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中必不可少的內(nèi)容。
目前,基于水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗,其實驗裝置簡陋,測量精度低,實驗誤差較大。對于實驗常用水力學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,有如下不足之處:學(xué)生通過旋鈕來調(diào)平儀器;在測量過程中,垂直探針測點,傾斜探針讀數(shù),當(dāng)傾斜探針時,容易出現(xiàn)探針滑移現(xiàn)象,并且探針頭部是覆蓋在點的上方,使得點的位置為估讀,以及光線在水中的傳播會發(fā)生折射。在這些因數(shù)的共同作用下,學(xué)生最終測量的點與實際的點存在較大的誤差?;谝陨?,市場需要一種測量精確、操作方便,便于實驗教學(xué)演示的裝置。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實用新型的目的在于提供了一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,本實驗裝置通過自動調(diào)平裝置對實驗盤進行調(diào)平,SX-1型信號源上的電表直接測讀接觸點的電壓,坐標(biāo)顯示器上讀出接觸點的坐標(biāo),使得數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確,提高了實驗精確度,更加方便于學(xué)生操作。
為了實現(xiàn)上述目標(biāo),本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,包括:實驗盤,置于實驗盤上的電擬盤,置于實驗盤上并位于電擬盤下端的自動調(diào)平組件,通過導(dǎo)線連接于電擬盤的坐標(biāo)顯示器,連接于電擬盤的信號源,連接于信號源的探針。
前述的一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,電擬盤組成有:連接于坐標(biāo)顯示器的壓力傳感器底板,設(shè)于壓力傳感器底板上端的不導(dǎo)電表面,用不導(dǎo)電材料做成的兩側(cè)邊界,用導(dǎo)電材料做成的流場上下游邊界。
前述的一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,信號源為SX-1型信號源。
前述的一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置, SX-1型信號源組成有:頻率調(diào)節(jié)件,輸出調(diào)節(jié)件,量程調(diào)節(jié)件,電壓顯示器,SX-1信號源開關(guān),紅線接線柱,紅端接線柱,黑端接線柱。
前述的一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,紅線端接線柱連接于電擬盤的上游銅板接線柱,黑端接線柱連接于電擬盤的下游銅板接線柱,紅端接線柱連接于探針。
前述的一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,自動調(diào)平組件組成有:置于實驗盤上的自動調(diào)平開關(guān),置于實驗盤上的水準(zhǔn)泡,設(shè)于實驗盤下端的調(diào)平旋鈕。
前述的一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,坐標(biāo)顯示器組成有:X坐標(biāo)顯示器,Y坐標(biāo)顯示器,坐標(biāo)調(diào)零按鈕,坐標(biāo)顯示器開關(guān)。
本實用新型的有益之處在于:本實用新型提供了一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,本實驗裝置通過自動調(diào)平裝置對實驗盤進行調(diào)平,SX-1型信號源上的電表直接測讀接觸點的電壓,坐標(biāo)顯示器上讀出接觸點的坐標(biāo),使得數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確,提高了實驗精確度,更加方便于學(xué)生操作。
附圖說明
圖1是本實用新型的一種實施例的主視圖;
圖2是本實用新型信號源的一種實施例的主視圖;
圖3是本實用新型坐標(biāo)顯示器的一種實施例的主視圖;
圖中附圖標(biāo)記的含義:
1信號源,2 坐標(biāo)顯示器,3 導(dǎo)線,4 探針,5 水準(zhǔn)泡,6 實驗盤,7 電擬盤,8 調(diào)平旋鈕,9 頻率調(diào)節(jié)件,10 輸出調(diào)節(jié)件,11 量程調(diào)節(jié)件,12 電壓顯示器,13 SX-1信號源開關(guān),14紅線接線柱,15 紅端接線柱,16 黑端接線柱,17 X坐標(biāo)顯示器,18 Y坐標(biāo)顯示器,19 坐標(biāo)調(diào)零按鈕,20 坐標(biāo)顯示器開關(guān),21 自動調(diào)平開關(guān)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作具體的介紹。
一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,包括:實驗盤6,置于實驗盤6上的電擬盤7,置于實驗盤6上并位于電擬盤7下端的自動調(diào)平組件,通過導(dǎo)線3連接于電擬盤7的坐標(biāo)顯示器2,連接于電擬盤7的信號源1,連接于信號源1的探針4。SX-1型信號源1上的電表直接測讀接觸點的電壓,坐標(biāo)顯示器2上讀出接觸點的坐標(biāo),達(dá)到解決實驗裝置的操作和精確度不足的目的。
電擬盤7組成有:連接于坐標(biāo)顯示器2的壓力傳感器底板,設(shè)于壓力傳感器底板上端的不導(dǎo)電表面,用不導(dǎo)電材料做成的兩側(cè)邊界,用導(dǎo)電材料做成的流場上下游邊界。電擬盤7底板用壓力傳感器制作,且其表面不導(dǎo)電,壓力傳感器通過導(dǎo)線3與坐標(biāo)顯示器2相連。作為一種優(yōu)選,電擬盤7兩側(cè)邊界用不導(dǎo)電的有機玻璃板材料做成;流場上下游邊界用導(dǎo)電材料銅板做成。
作為一種優(yōu)選,信號源1為SX-1型信號源1。SX-1型信號源1組成有:頻率調(diào)節(jié)件9,輸出調(diào)節(jié)件10,量程調(diào)節(jié)件11,電壓顯示器12,SX-1信號源開關(guān)13,紅線接線柱14,紅端接線柱15,黑端接線柱16。需要說明的是:紅線端接線柱連接于電擬盤7的上游銅板接線柱,黑端接線柱16連接于電擬盤7的下游銅板接線柱,紅端接線柱15連接于探針4;紅線端接線柱位于左邊,黑端接線柱16位于右邊,紅端接線柱15位于中間。
為了能夠自動對實驗盤6進行調(diào)平,自動調(diào)平組成有:置于實驗盤6上的自動調(diào)平開關(guān)21,置于實驗盤6上的水準(zhǔn)泡5,設(shè)于實驗盤6下端的調(diào)平旋鈕8。水準(zhǔn)泡5置于實驗盤6上部,當(dāng)自動調(diào)平裝置失準(zhǔn)或損壞時,則應(yīng)以水準(zhǔn)泡5為準(zhǔn)。
坐標(biāo)顯示器2組成有:X坐標(biāo)顯示器17,Y坐標(biāo)顯示器18,坐標(biāo)調(diào)零按鈕19,坐標(biāo)顯示器開關(guān)20。
本實驗裝置操作步驟及運行過程:
1、啟動實驗盤6上的自動調(diào)平開關(guān)21,將實驗盤6調(diào)整為水平,可從水準(zhǔn)泡5觀測是否水平。盤中注入清水(鹽水)1~2cm深,盤中各處水深均相等。
2、用適當(dāng)比例將電擬盤7的邊界輪廓繪于方格紙上。
3、聯(lián)結(jié)并檢查線路后,將信號源1與電源接通,同時將量程開關(guān)旋轉(zhuǎn)到10V的位置。
4、將探針4與上游匯流板接觸。旋轉(zhuǎn)信號源1的輸出調(diào)節(jié)旋鈕,使電表的指針指向10V處,然后,將探針4移至上游匯流板處,此時電表的指針應(yīng)指向0V。
5、聯(lián)結(jié)并檢查線路后,將坐標(biāo)顯示器2與電源接通,選擇一個合理的接觸點并將探針4與該點相接觸,同時按下坐標(biāo)調(diào)零按鈕19,使得該點為坐標(biāo)系原點。
6、分別施測各條等電位線。例如先測9V的等電位線。將探針4在實驗盤6內(nèi)沿流向的方向滑動,當(dāng)電表的指針指在9V時,從坐標(biāo)顯示器2中讀出該點的坐標(biāo),記錄或者直接將該位置坐標(biāo)值點繪在方格紙上,這就是9V等電位線上的一個點。移動探針4又可找到9V的其它點。將這些點連成曲線,就是9V的等電位線,即模擬出0.9H的等式線。
7、重復(fù)步驟6,可找出8V,7V,6V,……,1V的若干等電位線。模擬出0.8H,0.7H,0.6H,……,0.1H的等勢線。
8、根據(jù)流網(wǎng)的特性描繪流線。
本實用新型提供了一種水力學(xué)教學(xué)有壓滲流的水電比擬實驗裝置,本實驗裝置通過自動調(diào)平裝置對實驗盤6進行調(diào)平,SX-1型信號源1上的電表直接測讀接觸點的電壓,坐標(biāo)顯示器2上讀出接觸點的坐標(biāo),使得數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確,提高了實驗精確度,更加方便于學(xué)生操作。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,上述實施例不以任何形式限制本實用新型,凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案,均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。