一种水击演示实验装置的制作方法

本发明针对水击现象的产生及水击危害的防治而设计的一种演示实验装置，利用本发明装置可形象再现水击波的传递变化过程及其影响因素、以及控制措施。它属于水力学和水利工程领域。

背景技术：

目前水击演示实验，演示内容较单一，不能同时演示水击的产生、变化、及其影响因素以及水击防治措施。这种单一的演示模式，不利于在高校水利类实验室及科普类科学宫推广。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种多功能水击演示实验装置，此装置形象展现管道内有压水流水击波的产生、变化及其影响因素，并能展示水击危害的防治措施。其演示逼真、内容丰富有趣、结构简洁、成本较低、使用及维护方便。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种水击演示实验装置，包括蓄水箱、上水箱以及实验管道，所述上水箱通过设置在蓄水箱的水泵与蓄水箱连通，其特征在于：所述实验管道包括前管道、喉管、以及后管道，所述喉管连接在所述前管道和后管道之间，所述前管道的前端与所述上水箱连通，在所述后管道的上表面开设有水击出水孔，在所述后管道的末端还连接有一尾阀，在尾阀与喉管之间还设置带有调节阀的调压室，在所述喉管上还连接有通气道，在通气道上设有开关，通过调节所述通气道上的开关、调压室上调节阀以及尾阀对所述后管道内的水和空气进行调节，在所述后管道的下端设置有一接水槽，接水槽的下端通过一接水槽排水管流向所述蓄水箱。

在所述水击出水孔周围设置有一曲面槽，在该曲面槽内设一置于所述水击出水孔上的轻质塑料球。

所述轻质球为塑料球。

所述上水箱和试验管道设置在试验台上，所述蓄水箱位于实验台的下方，所述接水槽位于实验台上。

在所述上水箱底部左侧设上水箱溢流排水管。

本发明一种多功能水击演示实验装置，其结构由二部分组成：供水部分、水击波演示及水击防治机构部分。在供水部分，利用水泵，将蓄水箱的水提入上水箱，最后上水箱的水，经过上水箱溢流排水管及接水槽排水管，再回到蓄水箱。在水击波演示及水击防治机构部分，调压室位于后管道前部，通气道设置于喉管上，后管道上部沿线设置曲面槽，塑料球位于曲面槽内，尾阀位于后管道尾部，通过调节尾阀关闭时间和启闭调压室及通气道上的开关，来演示水击和防治水击。

与现有技术相比，本发明的优点：其演示逼真，内容丰富有趣，能够形象展现管道内有压水流水击波的产生、变化及其影响因素，并能展示水击危害的防治措施，结构简洁、成本较低、使用及维护方便，适于在高校水利类实验室及科普类科学宫推广。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

其中：1、蓄水箱，2、上水箱，3、上水箱溢流排水管，4、水泵，5、上水箱进水管，6、接水槽排水管，7、喉管，8、前管道，9、通气道，10、后管道，11、一号曲面槽，12、调压室，13、二号曲面槽，14、实验台，15、支撑杆，16、轻质球，17、接水槽，18、尾阀。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明：

对照图1，本发明试验装置，水泵4置于蓄水箱1内，水泵4的出口管道上水箱进水管5与上水箱2底部相接，上水箱2置于实验台14台面上，上水箱2底部设上水箱溢流排水管3，上水箱溢流排水管3出口指向蓄水箱1内，前管道8的前端与上水箱2下部侧面相连，在前管道8与后管道10之间设置连接段喉管7，喉管7上设置通气道9，通气道9上设有开关，在后管道10上部设置调压室12，调压室12上设置开关，接水槽17位于实验台14上，接水槽17底部设置接水槽排水管6，接水槽排水管6的出口指向蓄水箱1内，曲面槽位于后管道10上部沿线，轻质球16置于曲面槽内孔上，尾阀18置于后管道10后部。轻质球16可选择塑料球或其他材质。

工作过程：关闭通气道9及调压室12上的开关，打开尾阀18，启动蓄水箱1内的水泵4，可使蓄水箱1内的水，经由上水箱进水管5进入上水箱2。进入上水箱2的水，一部分经上水箱溢流排水管3回到蓄水箱1内，另一部分经由前管道8、喉管7、后管道10以及尾阀18出口流入接水槽17，接水槽17内的水经由接水槽排水管6的出口，流回到蓄 水箱1内。调节尾阀18关闭时间，使管道内发生水击，水击的强弱变化可通过各个曲面槽内塑料球被水击波冲击的高度来展示。关闭调压室12的开关，打开喉管7上通气道9的开关，调节尾阀18开度，使喉管7处产生负压，空气通过通气道9进入后管道10，快速关闭尾阀18，使管道内产生水击，观察各个曲面槽内塑料球被水击波冲击的高度，由于管内出现水、气二相流动，掺气效果显现，管内流体的相对弹性降低，此时产生的水击波强度下降，塑料球被水击波冲击的高度下降，说明掺气能降低水击的强度。打开尾阀18，关闭通气道9的开关，打开调压室12上的开关，管道内水体流入调压室12，快速关闭尾阀18，使管道内发生水击，由于调压室的吸能效应，使管内的水击强度明显减弱，水击波冲击塑料球高度显著降低。