[实用新型]一种雷诺实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型雷诺实验装置，属于水力学实验仪器领域。

背景技术

雷诺实验在水力学的发展史上具有重要地位，是水力学初学者了解水流的层流和紊流两种流态及其过渡和转化规律的重要实验，因此在水力学教学中雷诺试验仪是种必不可少的教学实验装置。

当管径一定时，随着流速的改变，圆管中可出现不同流态，一般通过计算圆管雷诺数来判别水流流态。雷诺试验仪正是通过改变圆管中水流的雷诺数演示水流在不同雷诺数下的运动状态及其在层流和紊流间相互转化过程的教学装置。

在当前，雷诺试验仪中雷诺数的改变主要通过改变圆管中流速来达到实验目的，流速的改变往往通过调节流量来实现，但在实际操作时，由于流速调节造成的水流扰动会直接影响实验的结果和精度，特别是水流从层流向紊流转化或紊流向层流转化的关键阶段，观察的实验规律不明显，多次重复实验得到的临界雷诺数并不稳定，且偏差较大，对于水流的两种流态及其转化关系不熟悉的操作者而言，更是如此，甚至会影响实验的教学效果及学生对雷诺数的认知。

因此实用新型新的实验装置，减小实验关键阶段流量变化对实验精度的影响，提高实验的教学效果成为必要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有雷诺实验仪完全依靠改变圆管中水流流速方式调整雷诺数，在水流从层流向紊流转化或紊流向层流转化的关键阶段，提供一种通过改变水温而改变雷诺数的雷诺实验仪，减弱调整流速引起的水流扰动对实验结果的影响。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种雷诺实验仪，它包括水温调控系统、实验整流系统、实验演示系统及水体循环系统；

所述水温调控系统由热水系统模块、冷水系统模块及水体混合系统模块组成，所述热水系统模块包括加热系统和热蓄水保温箱，所述加热系统与热蓄水保温箱相连；所述冷水系统模块包括制冷系统和冷蓄水保温箱，所述制冷系统与冷蓄水保温箱相连；所述水体混合系统模块包括混水阀，所述混水阀出水管道上安装有抽水泵，抽水泵之后安装有流量调节器，所述抽水泵上安装有水温控制装置；

所述实验整流系统包括整流箱，在整流箱内部设置有多块整流板；

所述实验演示系统包括示踪剂存储箱，所述示踪剂存储箱的底部安装有示踪剂导流管，所述示踪剂导流管上安装有示踪剂调节阀门，所述示踪剂导流管的另一端连通在透明保温玻璃管段上，在透明保温玻璃管段上安装有控制阀门；

所述水体循环系统包括尾水水箱，所述尾水水箱位于透明保温玻璃管段的末端正下方，在尾水水箱内部设置有灵敏温度计，尾水水箱的底部连通有循环管，所述循环管上依次安装有第一控制阀、抽水泵、分水阀和第二控制阀，所述循环管的出水端设置有水箱。

所述混水阀采用恒温混水阀，能够在小范围内自动维持设定的出水温度。

所述热蓄水保温箱和冷蓄水保温箱的外部包裹有保温材料。

所述整流箱与流量调节器之间使用软管柔性连接；整流箱内设置两块平行直立整流板。

所述透明保温玻璃管段采用含隔温层透明玻璃管。

所述加热系统的进水管上设置有第三控制阀。

所述制冷系统的进水管上设置有第四控制阀。

本实用新型提供的一种改进雷诺实验仪，与传统雷诺实验仪相比较其有益效果在于：

利用水温的改变，调整水体运动黏性系数代替通过流量的改变调整圆管流速继而改变层流与湍流之间雷诺数的目的，有效的减少了水流扰动影响、提高了实验精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是雷诺实验仪结构单元图。

图2是总体水循环系统示意图。

图中：加热系统1、热蓄水保温箱2、制冷系统3、冷蓄水保温箱4、混水阀5、水温控制装置6、示踪剂存储箱7、示踪剂调节阀门8、示踪剂导流管9、整流箱10、透明保温玻璃管段11、流量调节器12、尾水水箱13、第一控制阀14、抽水泵15、分水阀16、循环管17、控制阀门18、灵敏温度计19、软管20、整流板21、水箱22、第四控制阀23、第三控制阀24。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1，一种新型雷诺实验仪，包括有水温调控系统、实验整流系统、实验演示系统及水体循环系统组成。特别是水温调控系统，用于改变实验水体温度达到调整雷诺数的目的；所述水温调控系统包括热水系统模块、冷水系统模块、水体混合系统模块组成。