本發(fā)明針對水擊現(xiàn)象的產(chǎn)生及水擊危害的防治而設(shè)計的一種演示實驗裝置，利用本發(fā)明裝置可形象再現(xiàn)水擊波的傳遞變化過程及其影響因素、以及控制措施。它屬于水力學和水利工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前水擊演示實驗，演示內(nèi)容較單一，不能同時演示水擊的產(chǎn)生、變化、及其影響因素以及水擊防治措施。這種單一的演示模式，不利于在高校水利類實驗室及科普類科學宮推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種多功能水擊演示實驗裝置，此裝置形象展現(xiàn)管道內(nèi)有壓水流水擊波的產(chǎn)生、變化及其影響因素，并能展示水擊危害的防治措施。其演示逼真、內(nèi)容豐富有趣、結(jié)構(gòu)簡潔、成本較低、使用及維護方便。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種水擊演示實驗裝置，包括蓄水箱、上水箱以及實驗管道，所述上水箱通過設(shè)置在蓄水箱的水泵與蓄水箱連通，其特征在于：所述實驗管道包括前管道、喉管、以及后管道，所述喉管連接在所述前管道和后管道之間，所述前管道的前端與所述上水箱連通，在所述后管道的上表面開設(shè)有水擊出水孔，在所述后管道的末端還連接有一尾閥，在尾閥與喉管之間還設(shè)置帶有調(diào)節(jié)閥的調(diào)壓室，在所述喉管上還連接有通氣道，在通氣道上設(shè)有開關(guān)，通過調(diào)節(jié)所述通氣道上的開關(guān)、調(diào)壓室上調(diào)節(jié)閥以及尾閥對所述后管道內(nèi)的水和空氣進行調(diào)節(jié)，在所述后管道的下端設(shè)置有一接水槽，接水槽的下端通過一接水槽排水管流向所述蓄水箱。

在所述水擊出水孔周圍設(shè)置有一曲面槽，在該曲面槽內(nèi)設(shè)一置于所述水擊出水孔上的輕質(zhì)塑料球。

所述輕質(zhì)球為塑料球。

所述上水箱和試驗管道設(shè)置在試驗臺上，所述蓄水箱位于實驗臺的下方，所述接水槽位于實驗臺上。

在所述上水箱底部左側(cè)設(shè)上水箱溢流排水管。

本發(fā)明一種多功能水擊演示實驗裝置，其結(jié)構(gòu)由二部分組成：供水部分、水擊波演示及水擊防治機構(gòu)部分。在供水部分，利用水泵，將蓄水箱的水提入上水箱，最后上水箱的水，經(jīng)過上水箱溢流排水管及接水槽排水管，再回到蓄水箱。在水擊波演示及水擊防治機構(gòu)部分，調(diào)壓室位于后管道前部，通氣道設(shè)置于喉管上，后管道上部沿線設(shè)置曲面槽，塑料球位于曲面槽內(nèi)，尾閥位于后管道尾部，通過調(diào)節(jié)尾閥關(guān)閉時間和啟閉調(diào)壓室及通氣道上的開關(guān)，來演示水擊和防治水擊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點：其演示逼真，內(nèi)容豐富有趣，能夠形象展現(xiàn)管道內(nèi)有壓水流水擊波的產(chǎn)生、變化及其影響因素，并能展示水擊危害的防治措施，結(jié)構(gòu)簡潔、成本較低、使用及維護方便，適于在高校水利類實驗室及科普類科學宮推廣。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、蓄水箱，2、上水箱，3、上水箱溢流排水管，4、水泵，5、上水箱進水管，6、接水槽排水管，7、喉管，8、前管道，9、通氣道，10、后管道，11、一號曲面槽，12、調(diào)壓室，13、二號曲面槽，14、實驗臺，15、支撐桿，16、輕質(zhì)球，17、接水槽，18、尾閥。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作詳細說明：

對照圖1，本發(fā)明試驗裝置，水泵4置于蓄水箱1內(nèi)，水泵4的出口管道上水箱進水管5與上水箱2底部相接，上水箱2置于實驗臺14臺面上，上水箱2底部設(shè)上水箱溢流排水管3，上水箱溢流排水管3出口指向蓄水箱1內(nèi)，前管道8的前端與上水箱2下部側(cè)面相連，在前管道8與后管道10之間設(shè)置連接段喉管7，喉管7上設(shè)置通氣道9，通氣道9上設(shè)有開關(guān)，在后管道10上部設(shè)置調(diào)壓室12，調(diào)壓室12上設(shè)置開關(guān)，接水槽17位于實驗臺14上，接水槽17底部設(shè)置接水槽排水管6，接水槽排水管6的出口指向蓄水箱1內(nèi)，曲面槽位于后管道10上部沿線，輕質(zhì)球16置于曲面槽內(nèi)孔上，尾閥18置于后管道10后部。輕質(zhì)球16可選擇塑料球或其他材質(zhì)。

工作過程：關(guān)閉通氣道9及調(diào)壓室12上的開關(guān)，打開尾閥18，啟動蓄水箱1內(nèi)的水泵4，可使蓄水箱1內(nèi)的水，經(jīng)由上水箱進水管5進入上水箱2。進入上水箱2的水，一部分經(jīng)上水箱溢流排水管3回到蓄水箱1內(nèi)，另一部分經(jīng)由前管道8、喉管7、后管道10以及尾閥18出口流入接水槽17，接水槽17內(nèi)的水經(jīng)由接水槽排水管6的出口，流回到蓄 水箱1內(nèi)。調(diào)節(jié)尾閥18關(guān)閉時間，使管道內(nèi)發(fā)生水擊，水擊的強弱變化可通過各個曲面槽內(nèi)塑料球被水擊波沖擊的高度來展示。關(guān)閉調(diào)壓室12的開關(guān)，打開喉管7上通氣道9的開關(guān)，調(diào)節(jié)尾閥18開度，使喉管7處產(chǎn)生負壓，空氣通過通氣道9進入后管道10，快速關(guān)閉尾閥18，使管道內(nèi)產(chǎn)生水擊，觀察各個曲面槽內(nèi)塑料球被水擊波沖擊的高度，由于管內(nèi)出現(xiàn)水、氣二相流動，摻氣效果顯現(xiàn)，管內(nèi)流體的相對彈性降低，此時產(chǎn)生的水擊波強度下降，塑料球被水擊波沖擊的高度下降，說明摻氣能降低水擊的強度。打開尾閥18，關(guān)閉通氣道9的開關(guān)，打開調(diào)壓室12上的開關(guān)，管道內(nèi)水體流入調(diào)壓室12，快速關(guān)閉尾閥18，使管道內(nèi)發(fā)生水擊，由于調(diào)壓室的吸能效應(yīng)，使管內(nèi)的水擊強度明顯減弱，水擊波沖擊塑料球高度顯著降低。