一种具有高位水箱的实验水槽的制作方法

本发明属于流体力学实验技术领域，具体地说，它涉及一种具有高位水箱的实验水槽。

背景技术：

与流体力学相关的教学和科研领域内，试验水槽是实验室内的一种常用的实验装置。性能良好的试验水槽是获得重要实验研究结果的关键技术手段。试验水槽作为流场结构研究的重要设备之一，一直受到舰船、航空和兵器等基础与应用技术研究领域的关注和重视。

目前，各大专院校、科研院所的流体实验的试验水槽的动力段大都采用轴流泵的流体输送形式，且整流段的整流原件设计简单，不能达到高品质的流场要求。

技术实现要素：

为了解决目前试验水槽不能达到高品质的流场要求的现状，本发明提供了一种具有高位水箱的实验水槽。

一种具有高位水箱的实验水槽，包括动力水箱1、高位水箱2、水位连接管3、水箱支架4、整流段5、收缩段6、工作段7、扩散段8和回水管9。

所述高位水箱2的下端连接水箱支架4，所述高位水箱2的底面设有水泵输出管26，水泵输出管26的下端连接水泵27，所述水泵27安装在动力水箱1下端的底板上，高位水箱2布置在动力水箱1的上方。

所述整流段5布置在动力水箱1的侧面，且通过水位连接管3与高位水箱2贯通连接，所述整流段5在水平方向的一端为开口状，水箱内设有整流组件，在水箱水平方向的开口处设有连接法兰，通过连接法兰连接收缩段6的一端，收缩段6的另一端连接工作段7的一端，工作段7的另一端连接扩散段8的一端，扩散段8的另一端连接回水管9的一端，回水管9的另一端连接动力水箱1。

工作时，水泵27将动力水箱1内的水输送到高位水箱2，高位水箱2通过水位连接管3将水输送到整流段5，整流段5内的水通过整流组件整流后依次通过收缩段6和工作段7，然后进入扩散段8，扩散段8内的水通过回水管9进入动力水箱1，再通过水泵27将动力水箱1内的水输送到高位水箱2，实现闭路循环。

所述高位水箱2还包括水箱箱体21、纵向隔板22、横向孔板23、第一管接头24和溢流管25，所述水箱箱体21内安装与高位水箱2的底面垂直的纵向隔板22和横向孔板23，所述横向孔板23垂直与纵向隔板22，所述纵向隔板22和横向孔板23将水箱箱体21分割成品字形三个独立的腔体，且纵向隔板22和横向孔板23的上端低于水箱箱体21的上端，纵向隔板22与水箱箱体21的侧板围成的独立腔体内的水箱箱体21底板上连接溢流管25，横向孔板23两侧分别有一个独一的腔体，其中一个腔体的底部和水泵输出管26的上端贯通连接，另一个腔体的侧面连接第一管接头24，并通过第一管接头24与水位连接管3贯通连接。

所述整流段5还包括整流段箱体51、两块连接筋板55、两根扩散管57和输入管58，所述整流段箱体51的上端为敞口状，在整流段箱体51两块平行的侧板的上端连接用于加强刚度的两块连接筋板55。所述输入管58水平布置在整流段箱体51的底部，且位于整流段箱体51水平方向非开口一侧，所述输入管58的上侧贯通连接两根扩散管57，所述扩散管57的管壁上设有若干个圆孔。

所述整流组件包括1～3件前阻尼网52、后阻尼网53、蜂窝器54和网状孔板56。所述网状孔板56垂直于整流段箱体51两块平行的侧板，且临近于输入管58，在网状孔板56向整流段箱体51水平方向开口一侧，依次安装蜂窝器54、后阻尼网53和1～3件前阻尼网52，所述蜂窝器54、后阻尼网53和1～3件前阻尼网52与网状孔板56平行。所述收缩段6包括小法兰61、变径箱体62、加强筋板63和大法兰64，所述变径箱体62的一端连接小法兰61，所述变径箱体62的另一端连接大法兰64，所述小法兰61和大法兰64均为上端开口的u字状法兰，所述变径箱体62的水平方向的外侧面均连接两块加强筋板63。

所述工作段7为透明有机玻璃板制作，包括前法兰71、后法兰72、第一u形槽73和两块边口筋板74，所述第一u形槽73的一端连接前法兰71，所述第一u形槽73的另一端连接后法兰72，前法兰71、后法兰72与第一u形槽73连接的外侧直角面上均设有若干块三角形筋板，第一u形槽73上端的两侧沿口上连接分别连接一块边口筋板74。所述扩散段8包括扩散段箱体81、u形孔板82和扩散槽83，所述扩散段箱体81为上端敞口的长方体形的箱体，扩散段箱体81的上端的中间位置连接扩散槽83，扩散槽83的纵向与扩散段箱体81的纵向相互垂直，u形孔板82安装在扩散槽83的下方。

所述扩散槽83的一端为第二u形槽831，所述第二u形槽831探出扩散段箱体81，且在探出一端的端口处连接u形法兰832，所述扩散槽83的另一端安装一块透明玻璃板835，第二u形槽831的非探出端的两个立面板与透明玻璃板835之间分别设有若干块右竖立导流板834、左竖立导流板837，相对应的右竖立导流板834与左竖立导流板837之间均连接一块水平导流板836，若干块水平导流板836从透明玻璃板835向u形法兰832方向由高向低呈阶梯状布置，所述第二u形槽831的两个立面板的上端分别连接一块水平板833。

所述回水管9包括第一软连接91、直角弯管92和第二软连接93，所述直角弯管92的一端连接第一软连接91，所述直角弯管92的另一端连接第二软连接93。

所述水泵27所配的电机为变频电机。

本发明的有益技术效果体现在以下方面：

(1)本发明通过高位水箱向整流段供水，通过高位水箱内水的高位势能使得整流段内的水获得前进的推力，避免了传统水槽的动力震动对整流段的影响。

(2)本发明的蜂窝器和多道阻尼网的组合，提高了工作段的流场品质。

(3)扩散段的右竖立导流板、水平导流板、左竖立导流板和u形孔板的设计，使得水在通过工作段后得到均匀的扩散，不至于对工作段内的流场产生影响。

附图说明

图1本发明结构示意图。

图2本发明高位水箱布置示意图。

图3本发明整流段示意图。

图4本发明收缩段示意图。

图5本发明工作段示意图。

图6本发明扩散段示意图。

图7本发明回水管示意图。

图8本发明u形孔板示意图。

图9本发明扩散槽局部剖视图。

上图中序号：动力水箱1、高位水箱2、水箱箱体21、纵向隔板22、横向孔板23、第一管接头24、溢流管25、水泵输出管26、水泵27、水位连接管3、水箱支架4、整流段5、整流段箱体51、前阻尼网52、后阻尼网53、蜂窝器54、连接筋板55、网状孔板56、扩散管57、输入管58、收缩段6、小法兰61、变径箱体62、加强筋板63、大法兰64、工作段7、前法兰71、后法兰72、第一u形槽73、边口筋板74、扩散段8、扩散段箱体81、u形孔板82、扩散槽83、第二u形槽831、u形法兰832、水平板833、右竖立导流板834、透明玻璃板835、水平导流板836、左竖立导流板837、回水管9、第一软连接91、直角弯管92、第二软连接93。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

实施例一

参见图1和图2，一种具有高位水箱的实验水槽，包括动力水箱1、高位水箱2、水位连接管3、水箱支架4、整流段5、收缩段6、工作段7、扩散段8和回水管9。

所述高位水箱2的下端连接水箱支架4，所述高位水箱2的底面设有水泵输出管26，水泵输出管26的下端连接水泵27，所述水泵27安装在动力水箱1下端的底板上，高位水箱2布置在动力水箱1的上方。

所述整流段5布置在动力水箱1的侧面，且通过水位连接管3与高位水箱2贯通连接，所述整流段5在水平方向的一端为开口状，水箱内设有整流组件，在水箱水平方向的开口处设有连接法兰，通过连接法兰连接收缩段6的一端，收缩段6的另一端连接工作段7的一端，工作段7的另一端连接扩散段8的一端，扩散段8的另一端连接回水管9的一端，回水管9的另一端连接动力水箱1。

所述高位水箱2还包括水箱箱体21、纵向隔板22、横向孔板23、第一管接头24和溢流管25，所述水箱箱体21内安装与高位水箱2的底面垂直的纵向隔板22和横向孔板23，所述横向孔板23垂直与纵向隔板22，所述纵向隔板22和横向孔板23将水箱箱体21分割成品字形三个独立的腔体，且纵向隔板22和横向孔板23的上端低于水箱箱体21的上端，纵向隔板22与水箱箱体21的侧板围成的独立腔体内的水箱箱体21底板上连接溢流管25，横向孔板23两侧分别有一个独一的腔体，其中一个腔体的底部和水泵输出管26的上端贯通连接，另一个腔体的侧面连接第一管接头24，并通过第一管接头24与水位连接管3贯通连接。

参见图3，所述整流段5包括整流段箱体51、两块连接筋板55、两根扩散管57和输入管58，所述整流段箱体51的上端为敞口状，在整流段箱体51两块平行的侧板的上端连接用于加强刚度的两块连接筋板55。所述输入管58水平布置在整流段箱体51的底部，且位于整流段箱体51水平方向非开口一侧，所述输入管58的上侧贯通连接两根扩散管57，所述扩散管57的管壁上设有若干个圆孔。

所述整流组件包括三件前阻尼网52、后阻尼网53、蜂窝器54和网状孔板56。所述网状孔板56垂直于整流段箱体51两块平行的侧板，且临近于输入管58，在网状孔板56向整流段箱体51水平方向开口一侧，依次安装蜂窝器54、后阻尼网53和三件前阻尼网52，所述蜂窝器54、后阻尼网53和三件前阻尼网52与网状孔板56平行。

参见图4，所述收缩段6包括小法兰61、变径箱体62、加强筋板63和大法兰64，所述变径箱体62的一端连接小法兰61，所述变径箱体62的另一端连接大法兰64，所述小法兰61和大法兰64均为上端开口的u字状法兰，所述变径箱体62的水平方向的外侧面均连接两块加强筋板63。

参见图5，所述工作段7为透明有机玻璃板制作，包括前法兰71、后法兰72、第一u形槽73和两块边口筋板74，所述第一u形槽73的一端连接前法兰71，所述第一u形槽73的另一端连接后法兰72，前法兰71、后法兰72与第一u形槽73连接的外侧直角面上均设有若干块三角形筋板，第一u形槽73上端的两侧沿口上连接分别连接一块边口筋板74。

参见图6、图8和图9，所述扩散段8包括扩散段箱体81、u形孔板82和扩散槽83，所述扩散段箱体81为上端敞口的长方体形的箱体，扩散段箱体81的上端的中间位置连接扩散槽83，扩散槽83的纵向与扩散段箱体81的纵向相互垂直，u形孔板82安装在扩散槽83的下方。所述u形孔板82为u形折弯板上均布若干个圆孔。

所述扩散槽83的一端为第二u形槽831，所述第二u形槽831探出扩散段箱体81，且在探出一端的端口处连接u形法兰832，所述扩散槽83的另一端安装一块透明玻璃板835，第二u形槽831的非探出端的两个立面板与透明玻璃板835之间分别设有七块右竖立导流板834和七块左竖立导流板837，相对应的右竖立导流板834与左竖立导流板837之间均连接一块水平导流板836，七块水平导流板836从透明玻璃板835向u形法兰832方向由高向低呈阶梯状布置，所述第二u形槽831的两个立面板的上端分别连接一块水平板833。

参见图7，所述回水管9包括第一软连接91、直角弯管92和第二软连接93，所述直角弯管92的一端连接第一软连接91，所述直角弯管92的另一端连接第二软连接93。

工作时，水泵27将动力水箱1内的水输送到高位水箱2，高位水箱2通过水位连接管3将水输送到整流段5，整流段5内的水通过整流组件整流后依次通过收缩段6和工作段7，然后进入扩散段8，扩散段8内的水通过回水管9进入动力水箱1，再通过水泵27将动力水箱1内的水输送到高位水箱2，实现闭路循环。

所述水泵27所配的电机为变频电机，通过调节水泵27的电机频率，来调整高位水箱2的水量，从而调整工作段7的水的流速。

以上内容并非对本发明的结构、形状作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。