技术领域
[0001] 本
发明涉及实验教学仪器装置技术领域，更具体地说，是涉及一种
流体力学实验装置。
背景技术
[0002] 流体力学实验装置是一种重要的实验教学装置，目的是让初学者更直观的看到雷诺实验中的
层流、过渡流、
湍流这三种流态的现象，并对比三种流态的
水流速度快慢。虽然目前已有一种经典的流体力学实验教学装置，可还存在不少的问题。如，在实验过程中，要浪费大量的水来调节
阀门开度大小；水流速度控制不精准，初学者往往要调节很长的时间才能出现三种流态的现象；水流速度或流量调节阀的开度无法直观看到，无法确定三种流态的水流速度快慢；传统的流体力学实验教学装置的观测管只有一条，初学者每一次只能看到一种流态，无法直观的对三种流态做比较。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种流体力学实验装置，其在实验过程中水流速控制精准、耗水量小、耗时短，且实验现象可对比，以克服
现有技术的不足。
[0004] 本发明解决其技术问题的技术方案是：一种流体力学实验装置，包括实验桌、恒压水箱、墨水盒、观测管、细管，所述恒压水箱设置在实验桌上，所述墨水盒设置在恒压水箱上，所述观测管设置在恒压水箱上并与恒压水箱相连通，所述细管与墨水盒相连通并伸入到恒压水箱内，所述细管的末端伸入到观测管内，所述观测管至少设有两根，所述观测管之间平行设置。
[0005] 所述实验桌上设有用于支承观测管的
支架；所述恒压水箱内设有至少一
块竖直隔板、湍流板，所述竖直隔板与湍流板之间平行且相间设置。
[0006] 所述竖直隔板、湍流板设置在恒压水箱内的底壁上，所述竖直隔板与恒压水箱内的顶壁之间留有间距，所述湍流板的顶部与恒压水箱内的顶壁相抵，所述湍流板上设有若干个通孔。
[0007] 所述恒压水箱内还设有水平隔板，所述水平隔板之间平行设置，所述水平隔板设置在湍流板与恒压水箱内的
侧壁之间并将湍流板与恒压水箱内的侧壁之间分隔成至少两个独立空间。
[0008] 所述恒压水箱对应独立空间处分别设有观测管连接孔和细管插孔，所述观测管安装在观测管连接孔上，所述细管经细管插孔伸入到恒压水箱内并安装在细管插孔上。
[0009] 所述细管至少设有两根，所述细管的末端分别一一对应伸入到观测管内，所述细管的末端的轴线与观测管的轴线共线；所述墨水盒设有至少两个空腔，所述细管通过软管与空腔一一对应连接，所述软管上设有软管
开关。
[0010] 还包括过滤箱、集水箱，所述实验桌的下部设有横板，所述过滤箱、集水箱设置在横板上；所述过滤箱设有过滤箱进水口、过滤箱出水口，所述过滤箱内设有
活性炭颗粒，所述集水箱设有集水箱进水口、集水箱出水口。
[0011] 所述观测管通过回水管与过滤箱进水口连通，所过滤箱出水口与集水箱进水口连通；所述恒压水箱设有进水孔，所述集水箱出水口通过水
泵、进水管与进水孔连通，所述进水管上设有进水管开关。
[0012] 所述过滤箱进水口低于过滤箱出水口，所述集水箱进水口高于集水箱出水口，所述过滤箱出水口高于集水箱进水口。
[0013] 所述观测管与回水管之间设有调节阀，所述调节阀与
控制器连接，所述控制器设有用于控制调节阀的调节旋钮；所述集水箱设有补水管，所述补水管可与
自来水管连接，所述补水管上设有补水管开关。
[0014] 本发明的有益效果是：
[0015] 本发明提供一种流体力学实验装置，可同时呈现两种或以上的流态，而且多种流态呈现的
颜色不同可让初学者更直观的对比现象，水流速可通过控制器上的显示屏直观看到，水流速度调节更精准减少了实验的时间，观测实验结束的水通过活性炭的吸收使水重复利用。
附图说明
[0016] 图1是本发明流体力学实验装置的结构示意图。
[0017] 图2是本发明中恒压水箱的结构示意图。
[0018] 图3是本发明中恒压水箱的结构剖视图。
[0019] 图4是本发明中恒压水箱与观测管、细管连接后的结构剖视图。
[0020] 图5是本发明中控制器的结构示意图。
[0021] 图6是本发明流体力学实验装置的原理图。
具体实施方式
[0022] 下面详细描述本发明的
实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0023] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0024] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接。也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
[0025] 参见图1-6，一种流体力学实验装置，包括实验桌1、恒压水箱2、墨水盒3、观测管4、细管5、过滤箱6、集水箱61、水泵62、进水管7、回水管、调节阀9、控制器91。
[0026] 恒压水箱2由透明的有机玻璃制得，其内设有竖直隔板21、湍流板22、水平隔板23各两块。竖直隔板21、湍流板22设置在恒压水箱2的内底壁上且两者之间竖直平行且相间设置，竖直隔板21的顶部与恒压水箱2内的顶壁之间留有间距，湍流板22的顶部与恒压水箱2内的顶壁相抵，湍流板22上设有若干个通孔221。水平隔板23设置在湍流板22与恒压水箱2内的侧壁之间，以此将湍流板22与恒压水箱2内的一侧侧壁之间分隔成三个独立空间24。
[0027] 恒压水箱2设置在实验桌1上，恒压水箱2对应独立空间24处分别设有观测管连接孔25和细管插孔26，观测管连接孔25、细管插孔26分别设置在恒压水箱2不同的侧部上且两者的轴线共线。观测管4的进水端处设有连接
法兰41，通过螺钉与
螺母将连接法兰41与恒压水箱2连接，以此将观测管4一一安装在观测管连接孔25上；观测管4之间水平平行设置，实验桌1上设有用于支承观测管4的支架42。细管5经细管插孔26伸入到恒压水箱2内并通过连接头51安装在细管插孔26上，细管5的末端经观测管连接孔25伸入到观测管4内，且细管5的末端的轴线与观测孔的轴线共线。
[0028] 恒压水箱2的底部设有进水孔27，且进水孔27位于竖直隔板21与恒压水箱2的侧壁之间，进水孔27与进水管7的出水端连接，而进水管7的进水端与水泵62的出水端连接。进水管7上设有进水管开关71，其用于打开/关闭进水管7的通路。
[0029] 墨水盒3设置在恒压水箱2上，其内设有三个空腔31以放置不同颜色的墨水，细管5通过软管32与空腔31一一对应连接，软管32上设有软管开关33以打开/关闭软管32的通路。软管开关33打开时，墨水经软管32流进细管5中，继而流进观测管4中。
[0030] 回水管具有三个进水通管8、一个出水通管81，观测管4的出水端通过调节阀9与进水通管8一一对应连接。调节阀9用于控制观测管4内的水流速，其与控制器91连接；控制器91设置在实验桌1上，控制器91设有调节旋钮92，通过旋动调节旋钮92来控制调节阀9。调节阀9内设有流量检测器，使其可以检测观测管4内的水流速。控制器91还设有三组显示灯93和显示屏94，显示灯93用于显示对应调节阀9不同的工作状态，显示屏94用于显示对应观测管4内的水流速。
[0031] 实验桌1的下部设有横板11，过滤箱6、集水箱61、水泵62设置在横板11上。
[0032] 过滤箱6设有过滤箱进水口、过滤箱出水口，过滤箱6内设有活性炭颗粒。过滤箱进水口位于水箱的侧部的底部并与出水通管81连接，过滤箱出水口位于水箱的侧部的顶部，水经过滤箱进水口进入到过滤箱6内，然后经活性炭颗粒将水中的颜色
吸附后，再经过滤箱出水口流出。
[0033] 集水箱61设有集水箱进水口、集水箱出水口，集水箱进水口位于水箱的侧部的顶部、集水箱出水口位于水箱的侧部的底部，集水箱进水口通过第一连接管63与过滤箱出水口连通，集水箱出水口通过第二连接管64与水泵62的进水端连接。为了让水
自上而下地流动，横板11上设有用于将过滤箱6垫高的
垫块12，使过滤箱出水口高于集水箱进水口。
[0034] 集水箱61还设有补水管65，其可与自来水管连接；补水管65上设有用于打开/关闭补水管65的通路的补水管开关651。当集水箱61内缺水或水量不足时，打开补水管开关651，即能往集水箱61内添加水。
[0035] 另外，控制器91、水泵62均通过电源线与电源插头95连接；装置内的连接处均设有
密封圈，以防止渗漏水。
[0036] 本发明在第一次使用时，
[0037] 步骤一：将各部件安装完成并把大量活性炭放入过滤箱6内，然后将补水管65与自来水管接通并打开补水管开关651，待集水箱61中存有大量水时关闭补水管开关651；
[0038] 步骤二：打开进水管开关71，并给控制器91和水泵62通电，将控制器91上的调节旋钮92调到最大，此时整个装置有
水体在循环；
[0039] 步骤三：将三种不同颜色的墨水分别倒入墨水盒3的空腔31内，微微打开软管开关33，让墨水缓慢流出，此时观测到观测管4内水体有颜色出现；
[0040] 步骤四：分别旋动调节旋钮92，使观测管4内分别出现湍流、过度流、层流三种流态。实验完成后，直接关闭电源，将装置内的水清除即可，不用调节旋钮92。
[0041] 在第二次使用时，重复步骤一、步骤二、步骤三，当控制器91通电后会自行把调节阀9的阀门开度恢复到上次实验的大小，节省了大量的实验时间。当本发明使用一段时间后，可将过滤箱6内的活性炭取出并更换新的活性炭即可继续使用。
[0042] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和变型，本发明的范围由
权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
