CN209879921U - 管路综合实验***装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管路综合实验***装置。该装置具有供水器，供水器为一开口水槽；供水器连接水泵入口，水泵出口连接稳水箱入口；稳水箱内设有稳水板，稳水箱连接一系列管路，管路上设置多个测试断面，测试断面上均设有测压点，测压点连接压力仪或压力表。通过设置于管路出口的流量仪可以读出水流流量，并根据各断面面积换算得到各断面的流速。通过测压点测得实验管道沿程各个测试断面的测压管水头，并计算得到总水头，最终验证伯努利方程。本实用新型一改以往结构庞大的作法，将其整个实验***缩小简化，采用了创新的方式将各种特殊断面串联起来，操作简便直观，且适合于现代教学要求，同时也节省了实验布置场地。

Description

管路综合实验***装置

技术领域

本实用新型属于实验仪器领域，尤其涉及一种管路综合实验***装置。

背景技术

工农业生产的迅速发展，为了使管路的设计比较合理，能满足实际生产要求，管路设计参数的确定显得更为重要。一种管路综合实验***装置即综合了不可压缩液体恒定流的能量方程，沿程阻力和局部阻力，实验内容多样，其物理意义是:水流从一个断面流到另一个断面过程中,单位重液体的位能、压能、动能是可以相互转换的,但前一个断面的单位总机械能应等于后一断面的单位总机械能与两断面之间流体的能量损失之和,能量损失以热能的形式耗散了,因此与其他三项能量之间的转换是不可逆的。伯努利方程教学实验是水力学与流体力学重要教学内容之一。当水流的流线为相互平行的直线时，该水流称为均匀流。当水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小，这种水流称为急变流。

学生在管路综合实验上可进行演示实验、验证试验、综合性实验还可培养学生运用不同思维方式和实验原理综合分析解决问题的能力。

管路综合实验***装置是专门用于进行伯努利方程实验的实验仪器。然而传统的管路仪器存在着一定弊端：其一，实验必须在恒压条件下进行，为有一恒压水位，必需有一个较大型的供水***和溢流***,占地面积大；其二，受振动干扰较大，水体一时难以达到稳定；其三，管路复杂，操作烦琐，不便于进行现代实验教学，可着重培养学生从不同的角度，通过不同的方法分析解决问题。

发明内容

本实用新型的目的解决现有技术缺陷，并提供一种管路综合实验***装置。

一种管路综合实验***装置具有供水器；所述供水器为一开口水槽；所述供水器连接水泵入口，水泵出口连接稳水箱入口；稳水箱内设有稳水板；稳水箱出口水平连接第一直角弯管入口；所述第一直角弯管出口竖直向上并连接顺次相连的竖直管路，由下至上依次为第一圆-方变径管、均匀方管及第一方-圆变径管；所述方-圆变径管出口连接第二直角弯管入口；第二直角弯管出口连接顺次相连的水平管路，依次为第一等径均匀管、渐扩管、均匀粗管、渐缩管、第二等径均匀管；所述第二等径均匀管出口连接等径均匀弯管的入口；所述等径均匀弯管的弯角为180°，其出口位于入口正下方；等径均匀弯管的出口水平连接突扩管入口；所述突扩管上设置第一毕托管；所述突扩管出口连接第二圆-方变径管入口；第二圆-方变径管出口连接矩形断面弯管；所述矩形断面弯管的弯角为180°，其出口位于其入口正下方；矩形断面弯管的90°弯角处设置第二毕托管；矩形断面弯管的出口水平连接顺次相连的方-圆变径管、突缩管、回水管；所述回水管的出口向下，且出口位于供水器上方；回水管上沿水流方向依次设置流量仪表及阀门。进一步优选，所述的流量仪表可以是电磁流量计或涡街流量计等等。

作为优选，所述水泵置于供水器外或采用潜水泵置于供水器内。

作为优选，所述均匀方管、第一等径均匀管、渐扩管、均匀粗管、渐缩管、第二等径均匀管、等径均匀弯管、矩形断面弯管、突缩管上各自设有不少于两组测试断面；每组测试断面上布设不少于两个测压点。

作为优选，所述等径均匀弯管的内圈及外圈各设一测压点。

作为优选，所述矩形断面弯管的内圈及外圈各设一测压点。

作为优选，所述突扩管及突缩管的沿水流方向布置不少于5个测压点，测压点的间距不大于其自身细管直径d的两倍。

作为优选，所述测压点连接压力仪或压力表。

作为优选，所述第一毕托管及第二毕托管布置有刻度。

本实用新型具有以下有益效果：

1)一改以往结构庞大的实验仪器，将其整个实验***缩小简化，操作简便直观，且适合于现代教学要求，同时也节省了实验布置场地；

2)运用新型测压***，容易操作，方便精确；

3)采用了创新串联供水***，重复利用实验水体，节约资源。

附图说明

图1为管路综合实验***装置结构示意图。

其中：供水器-1、水泵-2、稳水板-3、第一直角弯管-4、第一圆-方变径管-5、稳水箱-6、均匀方管-7、第一方-圆变径管-8、第二直角弯管-9、第一等径均匀管-11、渐扩管-12、均匀粗管-13、渐缩管-14、第二等径均匀管-15、等径均匀弯管-16、突扩管-17、第一毕托管-18、第二圆-方变径管-19、矩形断面弯管-20、第二毕托管-21、第二方-圆变径管-22、突缩管-23、流量仪表-24、回水管-25、阀门-26。

具体实施方式

如图1所示是本实用新型一较佳实施例。

如图所示，一种管路综合实验***装置具有供水器1。供水器1为一开口水槽。供水器1连接水泵2入口，水泵2出口连接稳水箱6入口。水泵(2)置于供水器(1)外或采用潜水泵置于供水器(1)内。稳水箱6内设有稳水板3，稳水板3用于稳定水压。

稳水箱6出口水平连接第一直角弯管4入口。第一直角弯管4出口竖直向上并连接顺次相连的竖直管路，由下至上依次为第一圆-方变径管5、均匀方管7及第一方-圆变径管8。方-圆变径管8出口连接第二直角弯管9入口。第二直角弯管9出口连接顺次相连的水平管路，依次为第一等径均匀管11、渐扩管12、均匀粗管13、渐缩管14、第二等径均匀管15。第二等径均匀管15出口连接等径均匀弯管16的入口。等径均匀弯管16的弯角为180°，其出口位于入口正下方。等径均匀弯管16的出口水平连接突扩管17入口。突扩管17上设置第一毕托管18。突扩管17出口连接第二圆-方变径管19入口。第二圆-方变径管19出口连接矩形断面弯管20。矩形断面弯管20的弯角为180°，其出口位于其入口正下方。矩形断面弯管20的90°弯角处设置第二毕托管21。第一毕托管18及第二毕托管21布置有刻度，可以实时度数，而且便于观察流速是否稳定。矩形断面弯管20的出口水平连接顺次相连的方-圆变径管22、突缩管23、回水管25。回水管25的出口向下，且出口位于供水器1上方。回水管25上沿水流方向依次设置流量仪表24及阀门26。

在本实用新型中，圆-方变径管是指横截面由圆形变成方形的变径管，方-圆变径管是指横截面由方形变成圆形的变径管，等径均匀管是指不同位置直径不变的均匀圆管段，均匀方管是指不同位置横截面尺寸不变的均匀方管段，均匀粗管是指内表面粗糙且不同位置直径不变的均匀圆管段。本实用新型中，不同的管段几乎涵盖了水力学试验中各种情况，使得该装置能够满足不同的试验需求。

流量仪表24可根据实验需求选择各种可以满足测量需求的流量仪。管路上设置多个测试断面，测试断面上均设有测压点用于测量该测试断面的压力。测压点是一个连通管段内腔的接口，测压点连接压力仪或压力表，能够将此处的水压传递给压力仪表。

其中，均匀方管7、第一等径均匀管11、渐扩管12、均匀粗管13、渐缩管14、第二等径均匀管15、等径均匀弯管16、矩形断面弯管20、突缩管23各自设有不少于两组测试断面。每组测试断面上布设不少于两个测压点。等径均匀弯管16的内圈(即内径一侧，下同)及外圈(即外径一侧，下同)各设一测压点。矩形断面弯管20的内圈及外圈各设一测压点。突扩管17及突缩管23的沿水流方向布置不少于5个测压点，测压点的间距不大于其自身细管直径d的两倍。另外，各毕托管的测压口需要伸入管道内腔目标位置。

本实用新型的使用方法为：

首先开启水泵对稳水箱供水，水体流经实验管道，通过流量仪读出其流量，并根据各断面面积换算得到各断面的流速，通过测压点测得实验管道沿程各个测试断面的测压管水头及总水头，验证伯努利方程。

本实用新型的实验，在实验管路中沿管内水流方向取n个测试断面。可以列出测试断面(1)至另一断面(i)的能量方程式(i＝2,3,…,n)

式中：z代表液体从某一点基准面算起所具有的位置势能(简称位能)，称为位置水头；代表液体相对于压强为大气压的液体来说具有的压强势能(简称压能)，称为压强水头；而反映了液体所具有的总势能，它正好等于该点上测压管水面的高度，故称为测压管水头；代表液体所具有的动能，称为流速水头。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种管路综合实验***装置，其特征在于，具有供水器(1)；所述供水器(1)为一开口水槽；所述供水器（1）连接水泵(2)入口，水泵(2)出口连接稳水箱(6)入口；稳水箱(6)内设有稳水板(3)；稳水箱(6)出口水平连接第一直角弯管(4)入口；所述第一直角弯管(4)出口竖直向上并连接顺次相连的竖直管路，由下至上依次为第一圆-方变径管(5)、均匀方管(7)及第一方-圆变径管(8)；所述第一方-圆变径管(8)出口连接第二直角弯管(9)入口；第二直角弯管(9)出口连接顺次相连的水平管路，依次为第一等径均匀管(11)、渐扩管(12)、均匀粗管(13)、渐缩管(14)、第二等径均匀管(15)；所述第二等径均匀管(15)出口连接等径均匀弯管(16)的入口；所述等径均匀弯管(16)的弯角为180°，其出口位于入口正下方；等径均匀弯管(16)的出口水平连接突扩管(17)入口；所述突扩管(17)上设置第一毕托管(18)；所述突扩管(17)出口连接第二圆-方变径管(19)入口；第二圆-方变径管(19)出口连接矩形断面弯管(20)；所述矩形断面弯管(20)的弯角为180°，其出口位于其入口正下方；矩形断面弯管(20)的90°弯角处设置第二毕托管(21)；矩形断面弯管(20)的出口水平连接顺次相连的第二方-圆变径管(22)、突缩管(23)、回水管(25)；所述回水管(25)的出口向下，且出口位于供水器(1)上方；回水管(25)上沿水流方向依次设置流量仪表(24)及阀门(26)。

2.如权利要求1所述的管路综合实验***装置，其特征在于，所述水泵(2)置于供水器(1)外或采用潜水泵置于供水器(1)内。

3.如权利要求1所述的管路综合实验***装置，其特征在于，所述均匀方管(7)、第一等径均匀管(11)、渐扩管(12)、均匀粗管(13)、渐缩管(14)、第二等径均匀管(15)、等径均匀弯管(16)、矩形断面弯管(20)、突缩管(23)上各自设有不少于两组测试断面；每组测试断面上布设不少于两个测压点。

4.如权利要求1所述的管路综合实验***装置，其特征在于，所述等径均匀弯管(16)的内圈及外圈各设一测压点。

5.如权利要求1所述的管路综合实验***装置，其特征在于，所述矩形断面弯管(20)的内圈及外圈各设一测压点。

6.如权利要求1所述的管路综合实验***装置，其特征在于，所述突扩管(17)及突缩管(23)的沿水流方向布置不少于5个测压点，测压点的间距不大于其自身细管直径d的两倍。

7.如权利要求3-6任一所述的管路综合实验***装置，其特征在于，所述测压点连接压力仪或压力表。

8.如权利要求1所述的管路综合实验***装置，其特征在于，所述第一毕托管(18)及第二毕托管(21)布置有刻度。