一種傳感式動量定律實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種傳感式動量定律實驗裝置，包括蓄水箱、第一工作水箱、第二工作水箱和壓力感應模塊、抽水機、輸水管、射流管、可拆卸接水板、第一回水管、第二回水管和支座；蓄水箱設在支座上，蓄水箱、輸水管、第一工作水箱和第一回水管順次連通構成回路，抽水機設在輸水管上；第一工作水箱通過射流管與第二工作水箱連通；第二工作水箱通過第二回水管與蓄水箱連通；壓力感應模塊上設有顯示面板，可拆卸接水板設在第二工作水箱內、且設在射流管正前方，可拆卸接水板通過導線與壓力感應模塊連接。本實用新型傳感式動量定律實驗裝置，能直接而精確的讀出水流的沖擊力，能流速可調，能獲得更多實驗數(shù)據(jù)，能提高實驗精度，獲得更好的效果。
【專利說明】一種傳感式動量定律實驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型是涉及一種利用壓力傳感器直接讀數(shù)從而驗證恒定總流動量方程的實驗裝置，具體地說是涉及一種流速可調可測，并可驗證不同角度反射對應的沖量力的傳感式動量定律實驗裝置。
【背景技術】
[0002]動量定律是流體力學、水力學的基本理論之一，其動量方程是理論力學在水力學中的數(shù)學表達式，恒定總流動量方程:
[0003]ZF = PQ(M2U1) ⑷
[0004]其中SF為作用在物體上所有外力的矢量和，P為液體的密度，Q為液體的流量，β 1、β 2分別為初始斷面和終了斷面的動量校正系數(shù)，VpV2分別為初始和終了斷面上液體的斷面平均流速。
[0005]為驗證此方程而設計的實驗裝置，通過實測水流對不同出射角度的面板所施加的沖擊力，與通過測量流速及反射角度并由式(*)得出的沖擊力計算值相比較，從而驗證動量方程，加深對動量方程的理解。
[0006]然而，在做恒定總流動量方程驗證的實驗的過程中，現(xiàn)有實驗儀器是通過力矩平衡原理測量水流沖擊力，首先通過懸掛小砝碼將杠桿調平，水流沖擊時通過懸掛大砝碼調平而獲得力臂，結合大砝碼重量從而計算出水流沖擊力，射流流量通過用燒杯接水并記錄時間而計算獲得且流量無法改變。此裝置在實驗中:砝碼位置肉眼難以準確定位，杠桿模型支點摩擦無法避免，且長時間的讀數(shù)使得眼睛十分疲勞，加之無法直接測出流量，流量無法控制導致實驗數(shù)據(jù)單一，難免產生較大誤差，影響了教學效果。
實用新型內容
[0007]實用新型目的:本實用新型的目的是為了克服了現(xiàn)有技術中的不足，提供了一種通過壓力傳感器直接讀出水流沖擊力，并且設置可調、可測流量的傳感式動量定律實驗裝置。
[0008]技術方案:為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn):
[0009]一種傳感式動量定律實驗裝置，包括蓄水箱、第一工作水箱、第二工作水箱和壓力感應模塊、抽水機、輸水管、射流管、可拆卸接水板、第一回水管、第二回水管和支座；所述蓄水箱設在支座上，蓄水箱、輸水管、第一工作水箱和第一回水管順次連通構成回路，所述抽水機設在輸水管上；所述第一工作水箱通過射流管與第二工作水箱連通；所述第二工作水箱通過第二回水管與蓄水箱連通；所述壓力感應模塊上設有顯示面板，所述可拆卸接水板設在第二工作水箱內、且設在射流管正前方，可拆卸接水板通過導線與壓力感應模塊連接。
[0010]所述射流管上設有閥門，能方便控制射流管內的水流。
[0011]所述壓力感應模塊上設有開關按鈕、調零按鈕，能使顯示面板重新記錄新的數(shù)據(jù)。
[0012]所述第一工作水箱內還設有可調高度擋板，能控制第一工作水箱內總水位，從而控制射流流速，能可驗證不同流速下的動量定律，并進行校核評價實驗數(shù)據(jù)。。
[0013]所述第一工作水箱內還設有網(wǎng)格板，第一工作水箱內、輸水管入口正上方設有緩沖石子，能減緩蓄水箱的水進入第一工作水箱流速，進而減緩水流進入射流管道的流速。
[0014]所述第一工作水箱和第二工作水箱之間的射流管上還設有流量計，能直接讀出射流管內流量。
[0015]所述可拆卸接水板為平板、半球或紡錘體，能使壓力傳感器讀出不同出射角度的射流沖擊力。
[0016]工作原理:本實用新型傳感式動量定律實驗裝置，在進行恒定總流動量方程驗證實驗過程中，可在抽水機恒定功率下通過改變擋板高度而改變射流流速V，通過流量計直接讀出射流流量，通過可拆卸接水板改變射流板為平板、半球、紡錘體等不同出射角度的面板，通過壓力傳感器直接而準確的讀出射流沖擊力。
[0017]有益效果:本實用新型傳感式動量定律實驗裝置，在恒定總流動量定律驗證實驗過程時，通過壓力傳感裝置直接而精確的讀出了水流的沖擊力，并且配置了流速可調、可測裝置，使得能獲得更多實驗數(shù)據(jù)，提高了實驗精度，獲得更好的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型傳感式動量定律實驗裝置的結構示意圖；
[0019]圖中:壓力感應模塊1、第一工作水箱2、蓄水箱3、開關按鈕4、調零按鈕5、顯示面板6、可拆卸接水板7、可調高度擋板8、網(wǎng)格板9、射流管10、流量計11、緩沖石子12、閥門13、抽水機14，輸水管15、第一回水管16、支座17、第二工作水箱18、第二回水管19。
【具體實施方式】
[0020]實施例
[0021]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述:
[0022]如圖1所示的傳感式動量定律實驗裝置，包括蓄水箱3、第一工作水箱2、第二工作水箱18和壓力感應模塊1、抽水機14、輸水管15、射流管10、可拆卸接水板7、第一回水管16、第二回水管19和支座17 ;所述蓄水箱3設在支座17上，蓄水箱3、輸水管15、第一工作水箱2和第一回水管16順次連通構成回路，所述抽水機14設在輸水管15上；所述第一工作水箱2通過射流管10與第二工作水箱18連通；所述第二工作水箱18通過第二回水管19與蓄水箱3連通；所述壓力感應模塊I上設有顯示面板6，所述可拆卸接水板7設在第二工作水箱18內、且設在射流管10正前方，可拆卸接水板7通過導線與壓力感應模塊I連接。
[0023]開始驗證實驗時，本實用新型已經(jīng)按照圖示組裝完畢。通電啟動抽水機14，蓄水箱3中水由抽水機14作用進入工作水箱，網(wǎng)格板9與緩沖石子12起到減緩流速對水流進入射流管10道的流速影響。當水溢出可調高度擋板8時，工作水箱內的水體到達動態(tài)平衡，打開開關按鈕4，并且按下調零按鈕5，打開閥門13，使水流通過射流管10，沖擊在可拆卸接水板7上，待顯示面板6讀數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)，即得該流速下水流對該發(fā)射角度面板的沖擊力F。記錄流量計11讀數(shù)，射流管10管徑，可通過公式SF=P Q( β 2ν2-β J1)進行計算從而驗證動量定律。
[0024]本次試驗結束后改變可調高度擋板8的高度，從而改變工作水箱總水頭，射流管10內水流流速即會發(fā)生變化，重復上述過程可驗證不同流速下的動量定律，并進行校核評價實驗數(shù)據(jù)。
[0025]本實用新型中涉及的未說明部分與現(xiàn)有技術相同或采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
【權利要求】
1.一種傳感式動量定律實驗裝置，其特征在于:包括蓄水箱(3)、第一工作水箱(2)、第二工作水箱(18)和壓力感應模塊(I)、抽水機(14)、輸水管(15)、射流管(10)、可拆卸接水板(7)、第一回水管(16)、第二回水管(19)和支座(17);所述蓄水箱(3)設在支座(17)上，蓄水箱(3)、輸水管(15)、第一工作水箱(2)和第一回水管(16)順次連通構成回路，所述抽水機(14)設在輸水管(15)上；所述第一工作水箱(2)通過射流管(10)與第二工作水箱(18)連通；所述第二工作水箱(18)通過第二回水管(19)與蓄水箱(3)連通；所述壓力感應模塊(I)上設有顯示面板(6)，所述可拆卸接水板(7)設在第二工作水箱(18)內、且設在射流管(10 )正前方，可拆卸接水板(7 )通過導線與壓力感應模塊(I)連接。
2.如權利要求1所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特征在于:所述射流管(10)上設有閥門(13)。
3.如權利要求1所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特征在于:所述壓力感應模塊(I)上設有開關按鈕(4 )、調零按鈕(5 )。
4.如權利要求1所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特征在于:所述第一工作水箱(2)內還設有可調高度擋板(8)。
5.如權利要求4所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特征在于:所述第一工作水箱(2)內還設有網(wǎng)格板(9),第一工作水箱(2)內、輸水管(15)入口正上方設有緩沖石子(12).。
6.如權利要求1-5任意一項所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特征在于:所述第一工作水箱(2)和第二工作水箱(18)之間的射流管(10)上還設有流量計(11)。
7.如權利要求1-5任意一項所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特征在于:所述可拆卸接水板(7)為平板、半球或紡錘體。
【文檔編號】G09B23/12GK203588527SQ201320660273
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權日:2013年10月24日
【發(fā)明者】王冬旭, 楊雨曦, 俞博威, 彭宜薔 申請人:河海大學