專利名稱：一種雷諾實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，尤其涉及一種雷諾實(shí)驗(yàn)儀。
背景技術(shù)：
雷諾實(shí)驗(yàn)儀，通過進(jìn)水管向恒壓水箱中的恒壓區(qū)進(jìn)水，恒壓區(qū)的水溢流過溢流板流向溢流區(qū)向外排出溢流水，而保持恒壓區(qū)的水面高度即水壓恒定。然后，通過恒壓區(qū)上部的示蹤劑容器的導(dǎo)流管及其端部的針頭，將示蹤劑流向恒壓區(qū)底部的實(shí)驗(yàn)管入口中心處。再調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)管內(nèi)水的流速，即可觀察到示蹤劑在實(shí)驗(yàn)管的流動，從而演示出液體的層流和湍流及二者之間的過渡狀態(tài)，并可測定出臨界雷諾數(shù)。普通的雷諾實(shí)驗(yàn)儀，恒壓水箱里的水是通過進(jìn)水管直接進(jìn)入的，因此水體受振動干擾較大，流入實(shí)驗(yàn)管的水頭難以達(dá)到恒定；近年也有專利對此略有改進(jìn)，如200410025778.4號專利的“自動消色的自循環(huán)雷諾實(shí)驗(yàn)儀”，它在恒水區(qū)內(nèi)設(shè)置一塊側(cè)面開孔的穩(wěn)水板，水流通過該穩(wěn)水板的開孔進(jìn)入穩(wěn)水區(qū)，由穩(wěn)水區(qū)的水體流入實(shí)驗(yàn)管進(jìn)行演示；但由于只在一塊側(cè)向的穩(wěn)水板上開孔，開孔數(shù)量有限，孔徑較大，因此，通過穩(wěn)水板的開孔進(jìn)入穩(wěn)水區(qū)的水仍然受到流水振動的干擾，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)管的水同樣不能達(dá)到恒定。從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)管內(nèi)水流現(xiàn)象的演示效果不穩(wěn)定，層流、湍流及二者的過渡狀態(tài)不易界定，測出的臨界雷諾數(shù)誤差大、變化大，難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種雷諾實(shí)驗(yàn)儀，該實(shí)驗(yàn)儀演示用的水體不受進(jìn)水管來水干擾、水體穩(wěn)定，演示效果好，層流、湍流及二者的過渡狀態(tài)易于界定。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是一種雷諾實(shí)驗(yàn)儀，包括殼體、殼體的上部空間為恒壓水箱，恒壓水箱被溢流板分隔成帶進(jìn)水管的恒壓區(qū)和帶溢流管的溢流區(qū)，恒壓水箱在恒壓區(qū)底部連有實(shí)驗(yàn)管，實(shí)驗(yàn)管上連有流量計和流量調(diào)節(jié)閥，恒壓水箱上部設(shè)有示蹤劑容器，該示蹤劑容器下部連有導(dǎo)流管，導(dǎo)流管端部的針頭對準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)管入口的中心，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是恒壓水箱的恒壓區(qū)內(nèi)設(shè)有罩在實(shí)驗(yàn)管入水口上部的滲透罩，滲透罩所罩住的空間形成穩(wěn)水區(qū)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
由于進(jìn)水管的進(jìn)水到達(dá)恒壓區(qū)后，再通過滲透罩緩慢地過濾滲透進(jìn)入穩(wěn)水區(qū)，由于過濾滲透是從滲透罩的四周及上部的微孔、各個方向大面積地滲透，滲透入的水很細(xì)，很慢，進(jìn)入穩(wěn)水區(qū)的水幾乎是靜止的水，從而穩(wěn)水區(qū)的水體不再受進(jìn)水管來水的振動干擾，從根本上避免了水從較大孔徑的孔洞流入而對穩(wěn)水區(qū)的水形成的振動干擾。穩(wěn)水區(qū)的水體穩(wěn)定，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)管的水體穩(wěn)定，儀器的演示效果好，層流、湍流及二者的過渡狀態(tài)易于界定。
上述的實(shí)驗(yàn)管為兩根。
兩根實(shí)驗(yàn)管可以一根演示層流，另一根演示湍流或兩者之間的過渡狀態(tài)，從而方便學(xué)生進(jìn)行對照分析，形象直觀，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果更好。
上述的恒壓水箱下方的殼體正面的中間部位為豎直凹槽，實(shí)驗(yàn)管豎直安裝在豎直凹槽中，豎直凹槽的兩側(cè)壁上安裝有鏡子。
實(shí)驗(yàn)管安裝在豎直凹槽中，避免了易碎的實(shí)驗(yàn)管暴露在殼體外部，使得實(shí)驗(yàn)管不易損壞，使用更安全、可靠，同時也不影響觀察。豎直凹槽的兩側(cè)壁上安裝有鏡子，擴(kuò)大了學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的視野，從側(cè)面也可觀察到演示現(xiàn)象，可滿足更多學(xué)生同時觀察，提高了實(shí)驗(yàn)演示的效益。
上述的滲透罩由過濾土工布制成。
選用土木工程上大量使用的過濾土工布，其采購方便，價格低廉，且濾水性能好，用其制成的滲透罩的濾水速度也剛好略大于實(shí)驗(yàn)管內(nèi)的流水速度，能很好地兼顧穩(wěn)水區(qū)的水體穩(wěn)定和水量補(bǔ)充。
下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的恒壓水箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例圖1、圖2示出，本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
為一種雷諾實(shí)驗(yàn)儀，包括殼體1、殼體1的上部空間為恒壓水箱2，恒壓水箱2被溢流板18分隔成帶進(jìn)水管17的恒壓區(qū)201和帶溢流管16的溢流區(qū)202，恒壓水箱2在恒壓區(qū)201底部連有實(shí)驗(yàn)管4，實(shí)驗(yàn)管4上連有流量計6和流量調(diào)節(jié)閥7，恒壓水箱2上部設(shè)有示蹤劑容器12，該示蹤劑容器12下部連有導(dǎo)流管10，導(dǎo)流管10端部的針頭對準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)管4入口的中心。恒壓水箱2的恒壓區(qū)201內(nèi)設(shè)有罩在實(shí)驗(yàn)管4入水口上部的滲透罩3，滲透罩3所罩住的空間形成穩(wěn)水區(qū)203。
本例中實(shí)驗(yàn)管4為兩根。恒壓水箱2下方的殼體1正面的中間部位為豎直凹槽11，實(shí)驗(yàn)管4豎直安裝在豎直凹槽11中，豎直凹槽11的兩側(cè)壁上安裝有鏡子11a。滲透罩3由過濾土工布制成。
使用時，啟動水泵開關(guān)8，使自循環(huán)水箱9內(nèi)的水通過進(jìn)水管17向恒壓區(qū)201內(nèi)進(jìn)水，同時恒壓區(qū)201內(nèi)的水通過滲透罩3的四周及上部各個部位，過濾滲透進(jìn)入滲透罩3罩住的穩(wěn)水區(qū)203。恒壓區(qū)201內(nèi)的達(dá)到溢流板18高度后，從溢流板18溢流入溢流區(qū)202，溢流區(qū)202的水通過底部的溢流管16流向自循環(huán)水箱9。調(diào)節(jié)進(jìn)水管17的流量，使溢流區(qū)202內(nèi)始終維持最低水平的溢流。打開流量調(diào)節(jié)閥7使穩(wěn)水區(qū)203內(nèi)的水通過實(shí)驗(yàn)管4向下流入自循環(huán)水箱9，穩(wěn)水區(qū)203的水由恒壓區(qū)201經(jīng)滲透罩3過濾滲透進(jìn)入補(bǔ)充。打開示蹤劑閥5，使示蹤劑容器12中的紅色示蹤劑經(jīng)導(dǎo)流管10及其端部的針頭流向?qū)嶒?yàn)管4。調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥7及示蹤劑閥5使實(shí)驗(yàn)管4中的紅色示蹤劑呈現(xiàn)一條明亮的紅色細(xì)線，此時流體處于層流狀態(tài)，逐漸開大流量調(diào)節(jié)閥7，可看到紅色細(xì)線開始變粗，并像紅綢子似的擺舞起來，此時流體處于層流向湍流的過渡階段，繼續(xù)開大流量調(diào)節(jié)閥7，紅綢開始斷裂、模糊，最后完全混合，整個實(shí)驗(yàn)管4中的液體全部變成紅色，此時液體處于湍流狀態(tài)。緩慢關(guān)小流量調(diào)節(jié)閥7，擺舞的紅綢又開始出現(xiàn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)管4中的流量減小到一定數(shù)值時，紅色示蹤劑又剛好變成一條明亮、清晰、穩(wěn)定的紅色直線，此刻流體達(dá)到由湍流向?qū)恿鬓D(zhuǎn)變的下臨界狀態(tài)。結(jié)合流量計6及溫度計13的讀數(shù)即可測出雷諾數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種雷諾實(shí)驗(yàn)儀，包括殼體(1)、殼體(1)的上部空間為恒壓水箱(2)，恒壓水箱(2)被溢流板(18)分隔成帶進(jìn)水管(17)的恒壓區(qū)(201)和帶溢流管(16)的溢流區(qū)(202)，恒壓水箱(2)在恒壓區(qū)(201)底部連有實(shí)驗(yàn)管(4)，實(shí)驗(yàn)管(4)上連有流量計(6)和流量調(diào)節(jié)閥(7)，恒壓水箱(2)上部設(shè)有示蹤劑容器(12)，該示蹤劑容器(12)下部連有導(dǎo)流管(10)，導(dǎo)流管(10)端部的針頭對準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)管(4)入口的中心，其特征在于所述的恒壓水箱(2)的恒壓區(qū)(201)內(nèi)設(shè)有罩在實(shí)驗(yàn)管(4)入水口上部的滲透罩(3)，滲透罩(3)所罩住的空間形成穩(wěn)水區(qū)(203)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷諾實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述的實(shí)驗(yàn)管(4)為兩根。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雷諾實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述的恒壓水箱(2)下方的殼體(1)正面的中間部位為豎直凹槽(11)，實(shí)驗(yàn)管(4)豎直安裝在豎直凹槽(11)中，豎直凹槽(11)的兩側(cè)壁上安裝有鏡子(11a)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷諾實(shí)驗(yàn)儀，其特征在于所述的滲透罩(3)由過濾土工布制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雷諾實(shí)驗(yàn)儀，它的恒壓水箱(2)的恒壓區(qū)(201)內(nèi)設(shè)有罩在實(shí)驗(yàn)管(4)入水口上部的滲透罩(3)，滲透罩(3)所罩住的空間形成穩(wěn)水區(qū)(203)。該實(shí)驗(yàn)儀穩(wěn)水區(qū)內(nèi)的水體不受進(jìn)水管來水干擾、水體穩(wěn)定，演示效果好，層流、湍流及二者的過渡狀態(tài)易于界定。
文檔編號G09B23/12GK101051427SQ20071004905
公開日2007年10月10日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者楊慶華, 宋志明, 陳春光 申請人:西南交通大學(xué)