一种基于丁字形传力杠杆的水平射流动量仪的制作方法

本发明涉及一种基于丁字形传力杠杆的水平射流动量仪，属于水力学技术领域。

背景技术：

水流水平射向曲面挡水板时，对曲面挡水板产生冲击力，为了实验需要，一般情况下会将曲面挡水板板设置为与水平轴线成90°、135°以及180°。这个力在支点产生的力矩与人工添加砝码重力在支点产生的力矩相平衡。在传统的水平射流动量仪中，人们为了简化计算，忽略水流冲击曲面挡水板时，对曲面挡水板产生的竖直方向的力。但真实情况下，由于水的重力及射流不均等因素，竖直方向上的力是存在的，并且同样会对支点产生力矩。故上述简化会影响实验精度，产生系统误差。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种基于丁字形传力杠杆的水平射流动量仪，可以消除水流平射时对曲面挡水板在竖直方向上产生的力矩，大大提高了动量数据的精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于丁字形传力杠杆的水平射流动量仪，包括供水组件和传力杠杆组件，所述传力杠杆组件包括水平射流管、丁字形传力杠杆、和曲面挡水板，所述丁字形传力杠杆包括水平杆和竖直杆，所述曲面挡水板固定在竖直杆的底部、且与所述水平射流管位于同一水平线上，所述水平杆上与所述曲面挡水板处于同一竖直线的位置处设有杠杆支点，所述杠杆支点的左侧设有游码、右侧设有砝码，且所述水平杆上设有长度标尺；水平射流管与所述供水组件相连。

进一步，所述供水组件包括闭式储水箱、抽水机、水槽和开放式储水箱，所述抽水机用于将闭式储水箱内的水从入水口处泵入开放式储水箱内，所述水平射流管与开放式储水箱侧壁下端相通。

进一步，所述开放式储水箱底部的出水口通过导水管与所述闭式储水箱相连。

进一步，所述开放式储水箱内设有溢流板，所述溢流板位于开放式储水箱的入水口与出水口之间。

进一步，所述水槽位于水渠的端部，所述水渠位于所述水平射流管的正下方。

进一步，所述曲面挡水板的曲面中心点与杠杆支点位于同一直线上，所述曲面挡水板的曲面中心点与水平射流管的水平轴线在同一直线上。

本发明所达到的有益技术效果：本发明提供的一种基于丁字形传力杠杆的水平射流动量仪，该动量仪由供水组件、传力杠杆组件构成。在结构上比现有的多支点垂直射流动量仪简单。与传统的水平射流动量仪相比，杠杆支点和曲面挡水板位于同一竖直线。根据理论力学原理，射流在曲面挡水板上产生的竖直方向的力在杠杆支点的产生的力矩等于零。这样，在不改变原来射流的前提下，可以保证“水平射流冲力对杠杆支点产生的力矩等于外加砝码重力对杠杆支点产生的力矩”，有效提高实验精度。并且该装置对于传统动量实验仪的改进成本要求较低，便于在高校水力学实验室的普及。

附图说明

图1本发明结构示意图。

其中：1开放式储水箱；2水平射流管；3曲面挡水板；4丁字形传力杠杆；5杠杆支点；6游码；7砝码；8抽水机；9导水管；10水槽；11闭式储水箱；12溢流板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。

如图1所示，本发明提供一种基于丁字形传力杠杆的水平射流动量仪，包括供水组件和传力杠杆组件，所述传力杠杆组件包括水平射流管、丁字形传力杠杆、和曲面挡水板，所述丁字形传力杠杆包括水平杆和竖直杆，所述曲面挡水板固定在竖直杆的底部、且与所述水平射流管位于同一水平线上，所述水平杆上与所述曲面挡水板处于同一竖直线的位置处设有杠杆支点，所述杠杆支点的左侧设有游码、右侧设有砝码，且所述水平杆上设有长度标尺；水平射流管与所述供水组件相连。

所述曲面挡水板两端点与杠杆支点位于同一直线上，所述曲面挡水板的曲面中心点与水平射流管的水平轴线在同一直线上；与传统的水平射流动量仪相比，杠杆支点和曲面挡水板位于同一竖直线。根据理论力学原理，射流在曲面挡水板上产生的竖直方向的力在杠杆支点的产生的力矩等于零。这样，在不改变原来射流的前提下，可以保证“水平射流冲力对杠杆支点产生的力矩等于外加砝码重力对杠杆支点产生的力矩”，有效提高实验精度。

所述供水组件包括闭式储水箱、抽水机、水槽和开放式储水箱，所述抽水机用于将闭式储水箱内的水从入水口处泵入开放式储水箱内，所述水平射流管与开放式储水箱侧壁下端相通。所述开放式储水箱底部的出水口通过导水管与所述闭式储水箱相连，所述开放式储水箱内设有溢流板，所述溢流板位于开放式储水箱的入水口与出水口之间，可以使开放式储水箱、导水管和闭式储水箱之间形成水流的循环，保证开放式储水箱内的水位恒定。

所述水槽位于水渠的端部，所述水渠位于所述水平射流管的正下方。

本发明的工作原理：在闭式储水箱11中留有足够的水。在冲击水流释放前，调整游码6的位置，使丁字形传力杠杆4处于平衡状态。打开抽水机8的电源，水通过导水管9在整体装置中循环，其中溢流板12保证开放式储水箱1中的水位恒定，进而保证水平射流管2中的射流稳定。水流冲击曲面挡水板3，在丁字形传力杠杆4的作用下，水流的水平冲击力对杠杆支点5产生逆时针的力矩与悬挂砝码7对杠杆支点5产生的顺时针的力矩相平衡，而水流对曲面挡水板3的竖向冲击力对杠杆支点5的力矩为零。最终测得水平冲击力的大小。

以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种基于丁字形传力杠杆的水平射流动量仪，包括供水组件和传力杠杆组件，所述传力杠杆组件包括水平射流管、丁字形传力杠杆、曲面挡水板，所述丁字形传力杠杆包括水平杆和竖直杆，所述曲面挡水板固定在竖直杆的底部、且与所述水平射流管位于同一水平线上，所述水平杆上与所述曲面挡水板处于同一竖直线的位置处设有杠杆支点，所述杠杆支点的左侧设有游码、右侧设有砝码，且所述水平杆上设有长度标尺；水平射流管与所述供水组件相连。

技术研发人员：林继;于浩;张维维;潘华思;孙培勇
受保护的技术使用者：河海大学
技术研发日：2018.04.02
技术公布日：2018.11.06