一种传感式动量定律实验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种传感式动量定律实验装置，包括蓄水箱、第一工作水箱、第二工作水箱和压力感应模块、抽水机、输水管、射流管、可拆卸接水板、第一回水管、第二回水管和支座；蓄水箱设在支座上，蓄水箱、输水管、第一工作水箱和第一回水管顺次连通构成回路，抽水机设在输水管上；第一工作水箱通过射流管与第二工作水箱连通；第二工作水箱通过第二回水管与蓄水箱连通；压力感应模块上设有显示面板，可拆卸接水板设在第二工作水箱内、且设在射流管正前方，可拆卸接水板通过导线与压力感应模块连接。本实用新型传感式动量定律实验装置，能直接而精确的读出水流的冲击力，能流速可调，能获得更多实验数据，能提高实验精度，获得更好的效果。
【专利说明】一种传感式动量定律实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型是涉及一种利用压力传感器直接读数从而验证恒定总流动量方程的实验装置，具体地说是涉及一种流速可调可测，并可验证不同角度反射对应的冲量力的传感式动量定律实验装置。
【背景技术】
[0002]动量定律是流体力学、水力学的基本理论之一，其动量方程是理论力学在水力学中的数学表达式，恒定总流动量方程:
[0003]ZF = PQ(M2U1) ⑷
[0004]其中SF为作用在物体上所有外力的矢量和，P为液体的密度，Q为液体的流量，β 1、β 2分别为初始断面和终了断面的动量校正系数，VpV2分别为初始和终了断面上液体的断面平均流速。
[0005]为验证此方程而设计的实验装置，通过实测水流对不同出射角度的面板所施加的冲击力，与通过测量流速及反射角度并由式(*)得出的冲击力计算值相比较，从而验证动量方程，加深对动量方程的理解。
[0006]然而，在做恒定总流动量方程验证的实验的过程中，现有实验仪器是通过力矩平衡原理测量水流冲击力，首先通过悬挂小砝码将杠杆调平，水流冲击时通过悬挂大砝码调平而获得力臂，结合大砝码重量从而计算出水流冲击力，射流流量通过用烧杯接水并记录时间而计算获得且流量无法改变。此装置在实验中:砝码位置肉眼难以准确定位，杠杆模型支点摩擦无法避免，且长时间的读数使得眼睛十分疲劳，加之无法直接测出流量，流量无法控制导致实验数据单一，难免产生较大误差，影响了教学效果。
实用新型内容
[0007]实用新型目的:本实用新型的目的是为了克服了现有技术中的不足，提供了一种通过压力传感器直接读出水流冲击力，并且设置可调、可测流量的传感式动量定律实验装置。
[0008]技术方案:为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现:
[0009]一种传感式动量定律实验装置，包括蓄水箱、第一工作水箱、第二工作水箱和压力感应模块、抽水机、输水管、射流管、可拆卸接水板、第一回水管、第二回水管和支座；所述蓄水箱设在支座上，蓄水箱、输水管、第一工作水箱和第一回水管顺次连通构成回路，所述抽水机设在输水管上；所述第一工作水箱通过射流管与第二工作水箱连通；所述第二工作水箱通过第二回水管与蓄水箱连通；所述压力感应模块上设有显示面板，所述可拆卸接水板设在第二工作水箱内、且设在射流管正前方，可拆卸接水板通过导线与压力感应模块连接。
[0010]所述射流管上设有阀门，能方便控制射流管内的水流。
[0011]所述压力感应模块上设有开关按钮、调零按钮，能使显示面板重新记录新的数据。
[0012]所述第一工作水箱内还设有可调高度挡板，能控制第一工作水箱内总水位，从而控制射流流速，能可验证不同流速下的动量定律，并进行校核评价实验数据。。
[0013]所述第一工作水箱内还设有网格板，第一工作水箱内、输水管入口正上方设有缓冲石子，能减缓蓄水箱的水进入第一工作水箱流速，进而减缓水流进入射流管道的流速。
[0014]所述第一工作水箱和第二工作水箱之间的射流管上还设有流量计，能直接读出射流管内流量。
[0015]所述可拆卸接水板为平板、半球或纺锤体，能使压力传感器读出不同出射角度的射流冲击力。
[0016]工作原理:本实用新型传感式动量定律实验装置，在进行恒定总流动量方程验证实验过程中，可在抽水机恒定功率下通过改变挡板高度而改变射流流速V，通过流量计直接读出射流流量，通过可拆卸接水板改变射流板为平板、半球、纺锤体等不同出射角度的面板，通过压力传感器直接而准确的读出射流冲击力。
[0017]有益效果:本实用新型传感式动量定律实验装置，在恒定总流动量定律验证实验过程时，通过压力传感装置直接而精确的读出了水流的冲击力，并且配置了流速可调、可测装置，使得能获得更多实验数据，提高了实验精度，获得更好的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型传感式动量定律实验装置的结构示意图；
[0019]图中:压力感应模块1、第一工作水箱2、蓄水箱3、开关按钮4、调零按钮5、显示面板6、可拆卸接水板7、可调高度挡板8、网格板9、射流管10、流量计11、缓冲石子12、阀门13、抽水机14，输水管15、第一回水管16、支座17、第二工作水箱18、第二回水管19。
【具体实施方式】
[0020]实施例
[0021]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述:
[0022]如图1所示的传感式动量定律实验装置，包括蓄水箱3、第一工作水箱2、第二工作水箱18和压力感应模块1、抽水机14、输水管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设在支座17上，蓄水箱3、输水管15、第一工作水箱2和第一回水管16顺次连通构成回路，所述抽水机14设在输水管15上；所述第一工作水箱2通过射流管10与第二工作水箱18连通；所述第二工作水箱18通过第二回水管19与蓄水箱3连通；所述压力感应模块I上设有显示面板6，所述可拆卸接水板7设在第二工作水箱18内、且设在射流管10正前方，可拆卸接水板7通过导线与压力感应模块I连接。
[0023]开始验证实验时，本实用新型已经按照图示组装完毕。通电启动抽水机14，蓄水箱3中水由抽水机14作用进入工作水箱，网格板9与缓冲石子12起到减缓流速对水流进入射流管10道的流速影响。当水溢出可调高度挡板8时，工作水箱内的水体到达动态平衡，打开开关按钮4，并且按下调零按钮5，打开阀门13，使水流通过射流管10，冲击在可拆卸接水板7上，待显示面板6读数稳定后读数，即得该流速下水流对该发射角度面板的冲击力F。记录流量计11读数，射流管10管径，可通过公式SF=P Q( β 2ν2-β J1)进行计算从而验证动量定律。
[0024]本次试验结束后改变可调高度挡板8的高度，从而改变工作水箱总水头，射流管10内水流流速即会发生变化，重复上述过程可验证不同流速下的动量定律，并进行校核评价实验数据。
[0025]本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种传感式动量定律实验装置，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)和压力感应模块(I)、抽水机(14)、输水管(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)设在支座(17)上，蓄水箱(3)、输水管(15)、第一工作水箱(2)和第一回水管(16)顺次连通构成回路，所述抽水机(14)设在输水管(15)上；所述第一工作水箱(2)通过射流管(10)与第二工作水箱(18)连通；所述第二工作水箱(18)通过第二回水管(19)与蓄水箱(3)连通；所述压力感应模块(I)上设有显示面板(6)，所述可拆卸接水板(7)设在第二工作水箱(18)内、且设在射流管(10 )正前方，可拆卸接水板(7 )通过导线与压力感应模块(I)连接。
2.如权利要求1所述的传感式动量定律实验装置，其特征在于:所述射流管(10)上设有阀门(13)。
3.如权利要求1所述的传感式动量定律实验装置，其特征在于:所述压力感应模块(I)上设有开关按钮(4 )、调零按钮(5 )。
4.如权利要求1所述的传感式动量定律实验装置，其特征在于:所述第一工作水箱(2)内还设有可调高度挡板(8)。
5.如权利要求4所述的传感式动量定律实验装置，其特征在于:所述第一工作水箱(2)内还设有网格板(9),第一工作水箱(2)内、输水管(15)入口正上方设有缓冲石子(12).。
6.如权利要求1-5任意一项所述的传感式动量定律实验装置，其特征在于:所述第一工作水箱(2)和第二工作水箱(18)之间的射流管(10)上还设有流量计(11)。
7.如权利要求1-5任意一项所述的传感式动量定律实验装置，其特征在于:所述可拆卸接水板(7)为平板、半球或纺锤体。
【文档编号】G09B23/12GK203588527SQ201320660273
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】王冬旭, 杨雨曦, 俞博威, 彭宜蔷 申请人:河海大学