[实用新型]一种流体力学动量定律试验仪

说明书

本实用新型公开了一种流体力学动量定律试验仪，其包括实验柜和水箱，水箱通过水泵连接一流量计的入口端，流量计的出口端连接一设置在实验柜底部的喷头；实验柜的顶部通过螺纹设置有位于喷头正上方的螺纹柱，螺纹柱的下端通过传感单元设置有平板，螺纹柱的上端设置有手轮；实验柜的顶部且平板的正上方设置有测距仪；实验柜的顶部还设置有读数单元及连接实验柜内外空间的恒压孔；传感单元连接读数单元并形成电子测力计；实验柜的底部通过回流孔和水管连接水箱。本实用新型取消了现有试验仪上的平衡装置，将原有的平板斜向受力改为竖直方向上的受力，保证试验的定量性，有效提高了流体力学动量定律试验的精确性和操作简便性。

技术领域

本实用新型涉及物理教学器材领域，具体涉及一种流体力学动量定律试验仪。

背景技术

长期以来，在高校的流体力学实验教学中，动量定律实验因其重要性一直作为必修实验。传统的动量定律实验仪有射流冲击式和射流作用式二类，采用加重物的方法。其原理是使射流向上冲击在一块水平倒置的平板上，平板在射流冲击力作用下压缩背后的弹簧，使其偏离平衡位置而产生向上的位移。然后对平板施加重物压回到原来的平衡位置上。这时所加的重物重量即为射流冲击平板的动量力。这种测量仪器的缺点是：由于射流的紊动和弹簧的弹性波动使平板上下串动，很不稳定(此机构将平板和测力计固定在一起，由测力计直接读出平板所受力的大小，不会波动、串动，很稳定)，本身所测得力比较小，所以用之前的旧装置不能测出水的冲击力的大小，因此实验结果不能定量地验证动量定律，更无法测定射流的动量修正系数或调整部分试验参数。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种流体力学动量定律试验仪解决了现有流体力学动量定律试验仪不能定量验证动量定律的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

提供一种流体力学动量定律试验仪，其包括实验柜和水箱，水箱通过水泵连接一流量计的入口端，流量计的出口端连接一设置在实验柜底部的喷头；实验柜的顶部通过螺纹设置有位于喷头正上方的螺纹柱，螺纹柱的下端通过传感单元设置有平板，螺纹柱的上端设置有手轮；实验柜的顶部且平板的正上方设置有测距仪；实验柜的顶部还设置有读数单元及连接实验柜内外空间的恒压孔；传感单元连接读数单元并形成电子测力计；实验柜的底部通过回流孔和水管连接水箱。

进一步地，流量计与喷头之间设置有单向阀，流量计为浮子流量计。

进一步地，水箱内设置有液位报警器，液位报警器的警戒线高于水泵正常工作时水箱的最低水位。

进一步地，测距仪为红外测距仪。

进一步地，平板设置为圆形。

进一步地，实验柜的底部设置成漏斗形，回流孔设置在漏斗最低位置处。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型取消了现有试验仪上的平衡装置，将原有的平板斜向受力改为竖直方向上的受力，螺纹柱的连接方式使得平板在受水流冲击时不会上下或斜向位移，保证试验的定量性；螺纹柱的设置方式可以通过转动手轮调整平板与喷头的距离(此距离通过测距仪自动且精确测量)，多方面进行定性定量试验，多组试验可以验证重力加速度等物理量的取值，定性分析喷头流动量修正因素，有效提高了试验的精确性和操作简便性。

2、本实用新型设置的单向阀可以避免水流从喷头回流至流量计，减小流量计读书误差。

3、本实用新型将流量计设置为浮子流量计，其结构简单、读书方便，造价便宜，有效降低本实用新型的价格。

4、本实用新型采用的红外测距仪，其灵敏度高，性能稳定，可以持续读数，使得平板的位置始终处于监控之中。