一种可调节水头的水力学实验台的制作方法

本实用新型涉及实验教学设备技术领域，特别是涉及一种可调节水头的水力学实验台。

背景技术：

水头损失量测实验台主要应用于高校水力学或流体力学课程的实验教学。现有的水力学实验台的主要缺陷和不足：1，供水水头固定，不可调节水头，对水头或流量变幅要求较大的实验，如沿程水头损失的测量实验，高水头工况无法实现，层流工况可测点少，实验困难。2，为保证一定的实验水头，供水水箱需要保证一定高度，导致水箱不便清理。3，供水水箱和回水储水箱体积大，造成材料和水的浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可调节水头的水力学实验台，以解决上述现有技术存在的问题，能够根据实验需要进行平水箱高度的调节，从而实现水头的调节，可满足对水头或流量要求变幅大的水力学实验，如沿程水头损失的测量实验可以增加层流工况可测点的数量；同时可减小平水箱和储水箱的体积，节约水资源；同时也便于对平水箱进行清理。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种可调节水头的水力学实验台，包括循环连接的平水箱、供水管道和储水箱，所述平水箱与所述储水箱通过上水管道相连通，且所述上水管道的入水口一端连接有水泵，所述平水箱用于提供稳定水头的实验用水，所述平水箱的底端连通有所述供水管道，所述供水管道连接实验管段；所述平水箱放置在一可调节高度的升降支架上。

可选的，所述升降支架包括固定连接的升降机和升降平台，所述升降机上标有升降高度，所述平水箱放置在所述升降平台上。

可选的，所述升降机为电动升降机或手动升降机。

可选的，所述供水管道为可任意弯曲的软管，其一端与所述平水箱连通，另一端与所述实验管段连接，可随平水箱高度调节自由上升或下降而不影响实验管段。

可选的，所述实验管段可根据水力学实验需求自由设计，如可设计为沿程水头损失测量实验，或局部水头损失测量实验，或动量方程验证实验等。

可选的，所述供水管道、上水管道和溢流管道均为可伸缩的软管。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、因平水箱高度可调节，即实验水头可调节，水头变化范围大，可满足不同工况下的实验要求。原实验台因平水箱高度固定不可调节，水头固定，只能通过调节阀门来调节流量，可调节范围极小，很多实验工况无法实现。部分水力学教学实验台对水头要求高，或是流量变幅大，如沿程水头损失实验台的测量工况需要从阻力平方区到紊流过渡区再到层流区，共需要测量二十多组数，才能满足测量要求。而现有水力学教学实验台均为固定水箱供水，测量范围主要集中在紊流过渡区，层流区测量数据极少，无法调节到阻力平方区，但是通过本实用新型中的水力学实验台即可实现。

2、供水水箱及回水储水箱体积要求小，既节省水又节省了水箱的材料。原实验台为满足高水头要求，只能将平水箱做的很高，这样水箱体积大，要求的水多，且存在一定危险。

3、因水箱体积小，与实验台间通过标准管道接口连接，可拆卸，便于清洗维护。原实验台水箱固定不可拆卸。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中可调节水头的水力学实验台的整体结构示意图；

其中，1平水箱；2升降平台；3升降机控制按纽；4实验管段；5调节阀门；6量水箱；7阀门；8回水管；9储水箱；10供水管道；11水泵；12升降机；13上水管道；14溢流管道；15溢流箱；16稳水栅；17稳水珠；18实验桌面；19实验管道支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种可调节水头的水力学实验台，以解决上述现有技术存在的问题，能够根据实验需要进行平水箱高度的调节，从而实现水头的调节，进而能够满足水力学实验对水头或流量变幅的要求；同时也便于对平水箱进行清理，减小供水水箱和储水水箱的体积，降低成本。

本实用新型提供的可调节水头的水力学实验台，包括循环连接的平水箱、供水管道和储水箱，平水箱与储水箱通过上水管道相连通，且上水管道的入水口一端连接有水泵，平水箱用于提供稳定水头的实验用水，平水箱的底端连通有供水管道，供水管道连接实验管段；平水箱放置在一可调节高度的升降支架上。

储水箱为平水箱提供水源，水流经平水箱后水流平稳，水头稳定，经供水管段至实验管段进行实验，实验完成后水流再回流到储水箱中，如此重复实验。将平水箱放置在升降支架上能够实现平水箱高度的可调节，从而实现实验水头或流量可调节。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图1，其中，图1为本实用新型中可调节水头的水力学实验台的整体结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供一种可调节水头的水力学实验台，包括循环连接的平水箱1、供水管道10和储水箱9，平水箱1与储水箱9通过上水管道13相连通，且上水管道13的入水口一端连接有水泵11，平水箱1用于提供稳定水头的实验用水，包含稳水设施和溢流箱15，稳水珠17和稳水栅16设置于平水箱1的入口处，溢流箱15的底端与储水箱9通过溢流管道14相连通，将多余的水回流至储水箱9。平水箱1的底端连通有供水管道10，供水管道10连接实验管段4；平水箱1放置在一升降支架上。

升降支架包括固定连接的升降机12、升降平台2和升降机控制按纽3，升降机12上标有升降高度的刻度线，平水箱1放置在升降平台2上，可以根据实验需要进行平水箱1高度的调整，从而实现实验水头的可调节。升降机12为电动升降机或手动升降机。

供水管道10为软管，一端与平水箱1的出水口相连通，另一端与实验管段4相连接，实验管段4可根据水力学实验需要自由设计，如沿程水头损失测量实验、局部水头损失测量实验或动量定律验证实验等。实验管段4末端设置有调节阀门5。实验管段4通过支架19固定在实验桌面18上。调节阀门5的底端放置有通过阀门7与储水箱9的回水管8连通的量水箱6，用于测量流量。

供水管道10、上水管道13和溢流管道14均为可伸缩的软管，管长度满足水箱最高高度要求。

本实用新型中的可调节水头的水力学实验台的工作过程如下：

1、平水箱1连接上水管道13、溢流管道14及供水管道10，平水箱1位于标有刻度的电动调节支架上。因平水箱1高度可调节，上水管道13、溢流管道14及供水管道10均为可伸缩的软管，管长度满足水箱最高高度要求。供水管道10连接实验管段4。上水管道13与水泵11连接，溢流管道14与储水箱9连接。接口均采用标准连接卡口，连接拆卸方便，便于维护。

2、将升降机控制按纽3将电动调节支架调节到需要的实验高度，连接好各管道接口，即可根据测量需要进行实验。水泵11通过上水管道13将储水箱9中的水泵入到平水箱1中，等水溢流并稳定以后，打开调节阀门5，平水箱1中的水经过供水管道10到达实验管段4，根据实验要求进行实验。

3、实验过程中根据需要调节支架及平水箱高度，重复步骤2。

4、实验完成后关闭水泵11，打开量水箱6底端的阀门7，让水流通过回水管8回流到储水箱9中。

实验过程中，平水箱1高度可根据实验要求进行实时调节，满足实验不同的水头及流量要求。

实验管段4可根据水力学实验需求自由设计，如可设计为沿程水头损失测量实验，或局部水头损失测量实验，或动量方程验证实验等，附图中框线内的实验管段4和调节阀门5这一部分，可以根据具体的实验要求进行适应性的更换或调整。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。