专利名称：教学实验用水槽的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学实验用水槽，用于水力学或流体力学学科中，对各种明渠水流进行教学演示和测量的设备。该设备主要用于水力学或流体力学课程的教学实验室中，也可用于水利、给排水等相关课程的实验室教学中。主要用于帮助学生了解各种明渠水流的现象，理解课堂所学的有关明渠流动的基本内容。
背景技术：
明渠在各种水利工程、给排水工程中是一种常见的、重要的工程措施。如灌溉用的排水渠道、航运渠道、水电站的引水渠渠道和泄洪渠道、给水的引水渠道和排水渠道等等。在这些渠道上一般还建有各种实用堰、宽顶堰、水闸等水工建筑物。因此水流在明渠中的流动非常复杂，存在各种各样的明渠水流现象。这些水流现象比较抽象，特别是对于初学者来说，难于理解。这就需要通过水槽模拟实验，让学生观摩，对学生进行现场讲解。另外，在水力学课程教学中，明渠断面流速分布的量测实验和各种堰、闸流量系数的测定实验是大纲规定的基础实验，而这些量测实验都需要在水槽中完成。
由于建立一个可表现各种明渠水流现象和量测明渠水流参数的水槽，需要一套完善的供、排水系统，需要流量测量等装置，以及控制系统。目前，实验室水槽分大型和小型。一般情况下，大型水槽槽体的结构为玻璃—钢架结构，供、排水系统需建立较大型的水库和水泵水塔等抽水系统，流量测量装置一般为薄壁堰，也有用电磁流量计。大型水槽的建设需较多的资金和占地面积。受实验室规模、资金及占地面积等因素的影响，也有许多实验室建造小型水槽。目前实验室所用的小型水槽，其槽体多为玻璃—钢架结构(也有有机玻璃—钢架结构)，供、排水系统由上水箱、下水箱及水泵等组成，整个系统的结构形式俨如一个小型化的大型水槽系统。流量测量装置一般也为薄壁堰。这种形式的小型水槽具有占地面积大，操作并不方便的缺点。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种具有占地面积小、操作方便、实用的小型水槽系统。
本实用新型的技术方案本实用新型的教学实验用水槽包括水箱、水泵、进水管段、实验水槽、流量计、节流阀、测针、毕托管，其特征在于进水管段在实验水槽下方与实验水槽并行排列，进水管段出水口与实验水槽进水口均位于实验水槽首部，进水管段通过首部连接实验水槽，水箱在实验水槽尾部的下方，实验水槽尾部出水口直对水箱，流量计和节流阀安装在进水管段中。
所述的教学实验用水槽，其实验水槽尾部出水口或出水口前的水槽处装有调节水深的控制闸门。
所述的教学实验用水槽，其实验水槽进水口处下方是过渡曲线形状。
所述的教学实验用水槽，其进水管段出口处安装有可使水流平稳进入实验水槽的整流栅。
所述的教学实验用水槽，实验水槽中部安装有可测量底部高程、水面高程的测针和可测量流速的毕托管，测针和毕托管置于托架上，托架可在水槽实验段中移动。
所述的教学实验用水槽，实验水槽中部预留安装实用堰、宽顶堰、薄壁堰和各种开度闸门的插槽。
本实用新型的优点1.该设备采用竖式紧凑循环结构，上部为水槽槽体组成的实验段，下部为进水段。进水段通过首部连接实验段。水箱在实验段和进水段的下方，减少了占地面积，还省去了常规水槽所需的上水箱；2.进水段采用圆管，进水段中部适当位置安装一涡轮流量计和节流阀。节流阀用于控制进入实验水槽内水流的流量，涡轮流量计测出流量，便于计算各种实验参数；3.进水段入水口在水箱内，入口处装配一潜水泵，由潜水泵将水箱的水由进水管段直接进入实验水槽段。实验水槽的尾部出水口直对水箱，实验水槽的水由出水口直接下泄流入水箱，调节水深的控制闸可方便地控制实验水槽的水位；4.实验水槽段中部，预留插槽，可方便安装实用堰、宽顶堰、薄壁堰和各种开度的闸门，还可安装可移动的测水深的测针架和测流速的毕托管，可方便进行各种水流现象的实验和测量有关数据。
5.本实用新型结构紧、体积小、精度也比较高，紧凑型首部，实验水槽进水口处使用特殊的过渡曲线，进水管段出口处安装整流栅可使水流平稳进入实验水槽。
图1是本实用新型的教学实验用水槽结构示意图；图2是本实用新型的教学实验用水槽俯视结构示意图。
图中1是水泵；2是进水管段；3是涡轮流量计；3-1是流量计仪表；4是节流阀；5是整流栅；6是实验水槽首部；7是实验水槽进水口；7-1是实验水槽进水口处下方的过渡曲线处；8是测针；8-1是测针的托架；9是测流速的毕托管；9-1是毕托管的托架；9-2是毕托管配套的比压计；10是模型(宽顶堰)；10-1是插槽；11是实验水槽；12是实验水槽出水口；13是水箱；14是进水管段出水口；15是实验水槽支架；16是调节水深的控制闸门(尾门)；17是工作台。
具体实施方式
如附图1、2水箱13内的潜水泵1将水抽入进水管段2内，经过安装在进水管段2中的涡轮流量计3、节流阀4、整流栅5、首部6，由实验水槽进水口7进入实验水槽11的实验段。水在通过实验段后，从水槽11尾部的出水口12流入水箱13。
首部6内的进水管段2的出水口14处装配有整流栅5，水槽11的进水口7下方7-1是过渡曲线形状，这些可使水在实验水槽段内形成较为平顺的、波浪较小的水流，以利于各项实验的展开。
水槽槽体中预留可方便安装或拆卸模型10的插槽10-1，还预留可放置测针8、毕托管9的托架8-1、9-1等。
模型10可为薄壁堰、实用堰、宽顶堰以及闸门等。安装上上述装置结合测针8可进行各种堰、闸流量系数的测定实验，可进行水流经过各种堰、闸后复杂流动现象的演示实验。放置毕托管9、测针8的托架8-1、9-1可在整个水槽槽体10内移动。通过毕托管9，结合测针8可进行明渠断面流速分布的测量实验。15是实验水槽11的支架；16是调节水深的控制闸，它与节流阀4一起调整实验槽体内的水深。
水泵1泵体和叶片采用铝合金和铜材料，可有效防止由于生锈使水变色；采用塑料材料的节流阀更佳。
整个实验槽体使用有机玻璃板，可无障碍的观察水流现象。
实验水槽可附属一个小型工作台17，工作台17可放置涡轮流量计3的显示仪表3-1，以及毕托管配套的比压计9-2。这个工作台还可供学生测量时作记录和计算时使用。
权利要求1.一种教学实验用水槽，包括水箱、水泵、进水管段、实验水槽、流量计、节流阀、测针、毕托管，其特征在于进水管段在实验水槽下方与实验水槽并行排列，进水管段出水口与实验水槽进水口均位于实验水槽首部，进水管段通过首部连接实验水槽，水箱在实验水槽尾部的下方，实验水槽尾部出水口直对水箱，流量计和节流阀安装在进水管段中。
2.根据权利要求1所述的教学实验用水槽，其特征在于实验水槽尾部出水口前的水槽处装有可调节水槽水深的控制闸门。
3.根据权利要求1或2所述的教学实验用水槽，其特征在于实验水槽进水口处下方是过渡曲线形状。
4.根据权利要求1或2所述的教学实验用水槽，其特征在于进水管段出口处安装有可使水流平稳进入实验水槽的整流栅。
5.根据权利要求1或2所述的教学实验用水槽，其特征在于实验水槽中部安装有可测量底部高程、水面高程的测针和可测量流速的毕托管，测针和毕托管置于可在水槽中移动的托架上。
6.根据权利要求1或2所述的教学实验用水槽，其特征在于实验水槽中部预留安装实用堰、宽顶堰、薄壁堰和各种开度闸门的插槽。
专利摘要本实用新型提供一种教学实验用水槽，包括水箱、水泵、进水管段、实验水槽、流量计、节流阀、测针、毕托管，其特征在于进水管段在实验水槽下方与实验水槽并行排列，进水管段出水口与实验水槽进水口均位于实验水槽首部，进水管段通过首部连接实验水槽，水箱在实验水槽尾部的下方，实验水槽尾部出水口直对水箱，流量计和节流阀安装在进水管段中。实验水槽尾部出水口处装有调节水深的控制闸门。实验水槽进水口处下方是过渡曲线形状。进水管段出口处安装有整流栅。实验水槽中部安装有可在水槽实验段中移动的测量底部高程、水面高程的测针和测量流速的毕托管。实验水槽中部预留安装实验堰和各种开度闸门的插槽。
文档编号G09B25/00GK2777677SQ20052009504
公开日2006年5月3日 申请日期2005年1月26日 优先权日2005年1月26日
发明者齐鄂荣, 黄纪忠, 詹才华 申请人:武汉大学