一种流体流动阻力测定装置的制作方法

本实用新型涉及试验室流体力学试验设备领域，特别涉及一种流体流动阻力测定装置。

背景技术：

流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流应力的存在，要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。

现有的试验室设备大都采用U形压力差计和人工计量水的体积和时间来进行流体阻力测定试验，存在误差大，频繁更换测试管、操作繁琐等问题，妨碍学生顺利完成试验过程、快速领会试验宗旨，阻碍学生学习实践。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提出一种流体流动阻力测定装置，调整进口阀和引压阀的启闭，即可完成多组测试管的流体阻力测试，并能通过调节水泵和流量大小，直接在显示单元上读出结果，快速简单、误差小。

本实用新型的技术方案：

一种流体流动阻力测定装置，其包含机架，所述机架上设有电气控制箱、蓄水箱、测试管道和水泵，所述水泵的进水管与蓄水箱箱底相连通，所述测试管道通过管道与水泵的出水管相连通后再通过管道接入蓄水箱中，所述测试管道与水泵之间设有流量计，所述测试管道包括测试管和设置于测试管两端的两个均压阀，每个均压阀连接一个引压阀，位于测试管与水泵之间的引压阀通过管道接入压力变送器的初压入水口，位于测试管与蓄水箱之间的引压阀通过管道接入压力变送器的终压入水口，所述电气控制箱内设有控制单元和显示单元，所述控制单元与水泵、压力变送器控制连接，所述显示单元与流量计、压力变送器信号连接。

进一步地，所述测试管为沿程阻力光滑管、沿程阻力粗糙管或局部阻力管。

进一步地，所述测试管道中的测试管与其两侧均压阀之间为可更换结构。

进一步地，所述测试管道的数量为三组，三组测试管道中的测试管分别为沿程阻力光滑管、沿程阻力粗糙管和局部阻力管，所述三组测试管道并联相互并联后通过管道与水泵和蓄水箱相连接，每组测试管道的进水端设有进口阀，位于三组测试管同侧的三个引压阀并联后通过管道接入压力变送器对应的入水口。

进一步地，所述水泵的进水管处设有三通，所述三通的第三个接口处设有温度计，所述温度计与所述显示单元相连接。

进一步地，所述局部阻力管有光滑管和设置于光滑管中部的闸阀组成。

进一步地，所述压力变送器上与初压入水口、终压入水口相对应的两根排水管接入蓄水箱内。

进一步地，所述显示单元为无纸记录仪。

进一步地，所述流量计为涡轮流量计。

进一步地，所述蓄水箱的底部设有排水阀。

与现有技术相比，本实用新型通过压力变送器、流量计、温度计和显示单元将测试管的流体阻力试验测定的结果直接显示出来，在显示装置上直接读取，通过控制三组测试管道上的进口阀和引压阀，实现单独对其中一组测试管进行测试试验，操作方便，误差小，能使学生在试验过程中充分理解流体阻力测试试验的试验宗旨，加深记忆，提供学生的动手操作能力；只设置成单独一组测试管道时需要更换测试管，所以测试管与两侧均压阀之间的连接必须设置为可更换结构；同时设置的三组测试管道，通过关闭其中两条管道上的所有阀门，只打开其中一条测试管道上的所有阀门，即可对该组测试管道中的测试管进行精准测试，操作简单，目标精准；温度计可以实时监测水的温度，在试验过程中可以观察和得出水温对流体阻力的影响；可以局部阻力管上的闸阀的大小，对流体阻力做更深一步的研究；压力变送器的排水管接入蓄水箱对水进行重复利用。本实用新型通过调整进口阀和引压阀的启闭，即可完成多组测试管的流体阻力测试，并能通过调节水泵和流量大小，直接在显示单元上读出结果，快速简单、误差小。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

实施例1：

一种流体流动阻力测定装置，如图1所示，其包含机架1，所述机架1上设有电气控制箱2、蓄水箱3、测试管道4和水泵5，所述水泵5的进水管与蓄水箱3箱底相连通，所述测试管道4通过管道与水泵5的出水管相连通后再通过管道接入蓄水箱3中，所述测试管道4与水泵5之间设有流量计6，所述测试管道4包括测试管41和设置于测试管41两端的两个均压阀42，每个均压阀42连接一个引压阀43，位于测试管41与水泵5之间的引压阀42通过管道接入压力变送器7的初压入水口，位于测试管41与蓄水箱3之间的引压阀42通过管道接入压力变送器7的终压入水口，所述电气控制箱2内设有控制单元和显示单元，所述控制单元与水泵5、压力变送器7控制连接，所述显示单元与流量计6、压力变送器7信号连接。

进一步地，所述测试管41为沿程阻力光滑管411、沿程阻力粗糙管412或局部阻力管413。

进一步地，所述测试管道4中的测试管41与其两侧均压阀42之间为可更换结构。

进一步地，所述测试管道4的数量为三组，三组测试管道4中的测试管分别为沿程阻力光滑管、沿程阻力粗糙管和局部阻力管，所述三组测试管道4并联相互并联后通过管道与水泵5和蓄水箱3相连接，每组测试管道4的进水端设有进口阀44，位于三组测试管4同侧的三个引压阀43并联后通过管道接入压力变送器7对应的入水口。

进一步地，所述水泵5的进水管处设有三通，所述三通的第三个接口处设有温度计8，所述温度计8与所述显示单元相连接。

进一步地，所述所述局部阻力管由光滑管和设置于光滑管中部的闸阀9组成。

进一步地，所述压力变送器7上与初压入水口、终压入水口相对应的两根排水管接入蓄水箱3内。

进一步地，所述显示单元为无纸记录仪。

进一步地，所述流量计6为涡轮流量计。

进一步地，所述蓄水箱3的底部设有排水阀31。

测试管道是三段并联的长直管，分别为用于测定沿程阻力光滑管阻力系数、沿程阻力粗糙管阻力系数、局部阻力管阻力系数，沿程阻力光滑管使用内壁光滑的不锈钢直管，沿程阻力粗糙管使用内壁粗糙的镀锌管，局部阻力管使用内壁光滑的不锈钢管上加个闸阀，水的流量使用涡轮流量计测量，测试管的阻力采用差压变送器将差压信号传递给无纸记录仪。

由于管材的材质会有不同，因而管内径也会有差别，我们给出相应的数据，以供试验分析用，详见下表。

试验过程如下：

（1）泵启动：首先对蓄水箱进行灌水，可采用自来水直接上水，然后关闭出口阀，结束灌水，打开总电源和仪表开关，启动水泵，待水泵电机转动平稳后，把出口阀缓缓开到最大。

（2）测试管道选择：选择试验的测试管道，把该测试管道上的进口阀打开，关闭另外两路测试管路上的所有阀门，并在出口阀最大开度下，保持全流量流动5－10min。

（3）排气：在电气控制箱的控制单元界面点击”引压室排气”按钮,则差压变送器实现排气。

（4）引压：打开对应测试管路的所有阀门,然后在电气控制箱的控制单元界面点击该对应数据,则差压变送器检测该测试管道的压差。

（5）流量调节：手控状态,电气控制箱的控制单元的变频器输出选择100,然后开启出口阀，调节流量，让流量从1到4m3/h范围内变化，每次试验变化0.5m3/h左右。每次改变流量，待流动达到稳定后，记下对应的压差值；自控状态，流量控制界面设定流量值或设定变频器输出值，待流量稳定记录相关数据即可。

（6）计算：装置确定时，根据和u的试验测定值，可计算λ和ξ，在等温条件下，雷诺数Re=duρ/μ=Au，其中A为常数，因此只要调节管路流量，即可得到一系列λ～Re的试验点，从而绘出λ～Re曲线。

（7）试验结束：关闭出口阀，关闭水泵和仪表电源，清理装置。

与现有技术相比，本实用新型通过压力变送器、流量计、温度计和显示单元将测试管的流体阻力试验测定的结果直接显示出来，在显示装置上直接读取，通过控制三组测试管道上的进口阀和引压阀，实现单独对其中一组测试管进行测试试验，操作方便，误差小，能使学生在试验过程中充分理解流体阻力测试试验的试验宗旨，加深记忆，提供学生的动手操作能力；只设置成单独一组测试管道时需要更换测试管，所以测试管与两侧均压阀之间的连接必须设置为可更换结构；同时设置的三组测试管道，通过关闭其中两条管道上的所有阀门，只打开其中一条测试管道上的所有阀门，即可对该组测试管道中的测试管进行精准测试，操作简单，目标精准；温度计可以实时监测水的温度，在试验过程中可以观察和得出水温对流体阻力的影响；可以局部阻力管上的闸阀的大小，对流体阻力做更深一步的研究；压力变送器的排水管接入蓄水箱对水进行重复利用。本实用新型通过调整进口阀和引压阀的启闭，即可完成多组测试管的流体阻力测试，并能通过调节水泵和流量大小，直接在显示单元上读出结果，快速简单、误差小。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。