專(zhuān)利名稱：一種分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液體分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置。主要針對(duì)液體由于溫度不同和密度不同產(chǎn)生的分層。
背景技術(shù)：
在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常涉及到液體分層流動(dòng)特征的測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中，關(guān)鍵在于液體平穩(wěn)分層的形成、湍流度的控制以及不同層液體流速的控制。目前市場(chǎng)上還沒(méi)有此類(lèi)液體分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置。本裝置先通過(guò)兩套分離的下同，將溫度分層或密度分層的兩層流體分別進(jìn)行整流，降低液體流動(dòng)的湍流度，并在水洞外側(cè)包裹保溫泡沫板，保證兩層流體間絕熱；裝置中通過(guò)平水箱和電磁閥調(diào)節(jié)各層的流速；通過(guò)水流穩(wěn)定段和特殊曲線的收縮段降低液體流動(dòng)的湍流度，提供更好的流場(chǎng)。在試驗(yàn)段，兩層流體混合并相互作用，另外還可以在分層流中放置試驗(yàn)?zāi)Ｐ停M(jìn)行流場(chǎng)試驗(yàn)。本裝置可以適用于大部分的分層流試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種液體分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置，以進(jìn)行各種分層流試驗(yàn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置，包括平水箱、電磁閥、水流變形段、水流穩(wěn)定段、水流收縮段、試驗(yàn)段、尾流段，以及若干法蘭和連接管路，其特征在于含有兩個(gè)高度相同的平水箱，試驗(yàn)段前段由中間夾有石棉紙帕板的兩個(gè)矩形管子組成，各段用法蘭依次連接并在法蘭間加橡膠墊片。
本實(shí)用新型提供一種分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置，包括平水箱、電磁閥、水流變形段、水流穩(wěn)定段、水流收縮段、試驗(yàn)段、尾流段，以及若干法蘭和連接管路組成。通過(guò)分離得液體整流系統(tǒng)，降低上下兩層液體流動(dòng)的湍流度，試驗(yàn)段截面為100mm×100mm，可以用來(lái)進(jìn)行液體的密度分層和熱分層的流體力學(xué)試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，模型放在試驗(yàn)段中，試驗(yàn)流速范圍0~0.25m/s。裝置整體用不銹鋼制作，試驗(yàn)段為有機(jī)玻璃。其優(yōu)點(diǎn)在于可以方便地實(shí)現(xiàn)液體的分層流動(dòng)，進(jìn)行各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)試驗(yàn)。
所述分離的流體整流系統(tǒng)由平水箱、電磁閥、水流變形段、水流穩(wěn)定段、水流收縮段組成，其作用是將上下兩層流體分別整流，降低流度流動(dòng)的湍流度；通過(guò)尾流段減少下游流體對(duì)試驗(yàn)段流體流動(dòng)的影響。
所述的流速控制裝置電磁閥是一種帶流量顯示的手動(dòng)/電動(dòng)閥，其作用是控制單位內(nèi)通過(guò)的流量。
所述的平水箱由兩個(gè)組成，高度相同，作用是使上下層流體原始水頭相同。
所述的水流收縮段符合Wilozinsky曲線，由不銹鋼制成，用于降低試驗(yàn)段液體在流動(dòng)垂直方向上的湍流度。
所述的分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置，在平水箱、水流變形段、水流穩(wěn)定段、水流收縮段外側(cè)加保溫泡沫板。
本實(shí)用新型的液體分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置的使用過(guò)程為1、在平水箱中不斷注入不同溫度或不同密度或不相溶的兩種液體，注入速度略大于實(shí)驗(yàn)所需的流量；2、分別調(diào)整電磁閥，使各層的流速達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求；3、待水流穩(wěn)定后，即可在實(shí)驗(yàn)段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；4、如果研究模型在分層流中的流場(chǎng)特性，需要預(yù)先將模型固定在實(shí)驗(yàn)段中；5、流場(chǎng)觀察可用染色法、示蹤跡法，可用粒子圖象測(cè)速儀和激光測(cè)速儀以及熱線測(cè)量流場(chǎng)。


附圖1是本實(shí)用新型的立面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實(shí)用新型的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖面說(shuō)明平水箱1、電磁閥2、水流變形段3、水流穩(wěn)定段4、水流收縮段5、試驗(yàn)段6、尾流段7。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明，如圖1、2所示，本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種液體分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置，以進(jìn)行各種分層流試驗(yàn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型提供一種分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置，主要包括平水箱、電磁閥、水流變形段、水流穩(wěn)定段、水流收縮段、試驗(yàn)段、尾流段，以及若干法蘭和連接管路組成。其中平水箱、水流變形段、水流穩(wěn)定段、水流收縮段、尾流段，以及連接管路用1.5mm不銹鋼板加工而成，法蘭和試驗(yàn)段管壁支架用不銹鋼加工。制作時(shí)，各段分別加工，再以法蘭將各段進(jìn)行連接，法蘭間加橡膠墊片，以防止漏水。
對(duì)于各段裝置兩個(gè)平水箱高度相同，通過(guò)內(nèi)部溢流板控制水位，從而使上下層液體原始水頭相同。流速控制裝置電磁閥是一種帶流量顯示的手動(dòng)/電動(dòng)閥，其作用是控制單位內(nèi)通過(guò)的流量，在市場(chǎng)上可以買(mǎi)到。水流變形段是將圓形管道漸進(jìn)地變形為矩形截面。水流穩(wěn)定段截面為200mm*200mm，長(zhǎng)度為300mm，其作用為穩(wěn)定水流。水流收縮段符合Wilozinsky曲線，長(zhǎng)度為300mm，收縮比為2∶1，由不銹鋼制成，用于降低試驗(yàn)段液體在流動(dòng)垂直方向上的湍流度。試驗(yàn)段前段由截面為100mm*47.5mm的兩個(gè)矩形管子組成，中間夾2mm石棉紙帕板用于絕熱，試驗(yàn)段后段截面為100mm×100mm，材料為5mm有機(jī)玻璃，長(zhǎng)800mm，是提供分層流試驗(yàn)的空間。
本實(shí)用新型的液體分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置的使用過(guò)程為1、在平水箱中不斷注入不同溫度或不同密度或不相溶的兩種液體，注入速度略大于實(shí)驗(yàn)所需的流量；2、分別調(diào)整電磁閥，使各層的流速達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求；3、待水流穩(wěn)定后，即可在實(shí)驗(yàn)段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；4、如果研究模型在分層流中的流場(chǎng)特性，需要預(yù)先將模型固定在實(shí)驗(yàn)段中；5、流場(chǎng)觀察可用染色法、示蹤跡法，可用粒子圖象測(cè)速儀和激光測(cè)速儀以及熱線測(cè)量流場(chǎng)。
權(quán)利要求1.一種分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置，包括平水箱(1)、電磁閥(2)、水流變形段(3)、水流穩(wěn)定段(4)、水流收縮段(5)、試驗(yàn)段(6)、尾流段(7)，以及若干法蘭和連接管路，其特征在于含有兩個(gè)高度相同的平水箱(1)，試驗(yàn)段(6)前段由中間夾有石棉紙帕板的兩個(gè)矩形管子組成，各段用法蘭依次連接并在法蘭間加橡膠墊片。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于試驗(yàn)段(6)前段由截面為100mm*47.5mm的兩個(gè)矩形管子組成，中間夾有2mm石棉紙帕板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于在平水箱(1)、水流變形段(3)、水流穩(wěn)定段(4)、水流收縮段(5)外側(cè)加保溫泡沫板。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種分層流水洞實(shí)驗(yàn)裝置。包括平水箱、電磁閥、水流變形段、水流穩(wěn)定段、水流收縮段、試驗(yàn)段、尾流段，以及若干法蘭和連接管路，其特征在于含有兩個(gè)高度相同的平水箱，試驗(yàn)段前段由中間夾有石棉紙帕板的兩個(gè)矩形管子組成，各段用法蘭依次連接并在法蘭間加橡膠墊片。本實(shí)用新型通過(guò)分離得液體整流系統(tǒng)，降低上下兩層液體流動(dòng)的湍流度，試驗(yàn)段截面為100mm×100mm，可以用來(lái)進(jìn)行液體的密度分層和熱分層的流體力學(xué)試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，模型放在試驗(yàn)段中，試驗(yàn)流速范圍0－0.25m/s。裝置整體用不銹鋼制作，試驗(yàn)段為有機(jī)玻璃。其優(yōu)點(diǎn)在于可以方便地實(shí)現(xiàn)液體的分層流動(dòng)，進(jìn)行各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01M10/00GK2909206SQ20052004739
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月12日
發(fā)明者宋付權(quán), 王道增, 鐘寶昌, 劉宇陸, 丘祥 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)