[实用新型]自循环虹吸原理实验仪

说明书

本发明创造属于教学实验仪器，具体说是工程流体力学实验仪器。

虹吸原理实验是流体力学、水力学等课程中的一项重要的教学实验。旧有仪器虽有几种型式，但一般都由高位和低位水箱、虹吸管、测压管及外部供水系统组成，结构基本类同。其共同的缺点是：没有流量无级可调的自循环供水装置；没有自动抽气装置，虹吸管的起动须由人工用吸气球排气；没有流量的计测装置和测压管的测读装置。

本实用新型目的是使该实验仪器能自循环无级调节流量，且具有自动抽气及定量测量的实验功能。

本实用新型的基本结构特征是：具有自循环供水装置、自动抽气装置、弯管流量计和滑尺式测压计四个部件共同安装在一个底座上。其具体结构是所述自循环供水装置内有一电动水泵7，其吸水管9和低位水箱14相连接，出水管和高位水箱5相连接，水泵转速由一个可控硅无级调速器6控制；自动抽气装置13有一位于吸水管9尾部的阀门，且在阀门前有一测点i用导管与虹吸管2上的测点i相连通；测压计3由透明有机玻璃测压管4及能在测压计导轨上左右滑移的测量尺12等部件组成；在虹吸管2上设有弯管流量计1。

参照附图进一步说明本结构方案及其工作原理和工作过程：

附图所示为本自循环虹吸原理实验仪的结构示意图。

图中测压计3上所标的a～h为测压管编号，虹吸管2上所标的a～h亦为测压点编号，二者同号之间分别有软塑管相连通（图中未绘出）。打开调速器6，水泵7启动，水自低位水箱14送到高位水箱5，5中水位升到一定高度后自动溢流，并经溢水管10流回低位水箱中。按虹吸原理，开始时虹吸管必须排气，否则不能过流。排气用自动抽气装置13进行。关闭抽气装置13的阀门，由于水泵吸水管吸不进水，使尾水管内负压大大增加，于是虹吸管中的空气经二个测点i和二者间的连通管被吸入水泵的吸水管9中，然后打开阀门，被吸入的空气便随水流在水泵驱动下带走。如此开、关阀门二、三次，虹吸管中的气体可很快排尽，使虹吸管过流。测压计3下部有一测压计水箱11，测压计上标号d～g为真空测压管，其一端浸没在测压计水箱的  的水体中，测压管内吸上的水柱高度就是相应测点的真空值。测压计上标号a～c及h的测管为常规测压管。其中测管a、b分别和虹吸管上的测点a、b相连通，并与弯头组成弯管流量计1。弯管流量计是实用流量计之一，为定量测定虹吸管中过流量的大小。因此本方案在无须增加太多附件下，即可有效地解决流量的定量测定问题。各测压管的水位、压强值的测量，用测压计3中的滑尺12进行判读，滑尺12可沿导轨左右平行移动。调节可控硅无级调速器6，可改变电动水泵7的转速，因而水泵的出水量可相应调节，使高、低位水箱的水位相应改变，达到调节虹吸管流速大小的目的。

本实用新型已在实验室试制成样品，除底座8及电气部分外，过水系统的构件均用透明有机玻璃制成。试验结果表明：可进行虹吸原理与伯努利方程的定量实验，精度可达2％左右，还可进行弯管流量计工作原理等实验。自动抽气装置操作灵活，自循环供水系统工作可靠。样品是台式装置，长×宽×高为100×20×80cm³，能耗70W。

本自循环虹吸原理实验仪的优点：

1.能自循环供水，虹吸管的过流量、流速无级可调。

2.虹吸管起动快，自动抽气操作方便，工作可靠。

3.具备定量测量和定性演示的双重功能。定量测量方便准确；定性演示直观显著，透明可视性好。

4.仪器内各部件共底座，结构紧凑，外型美观，实验功能齐，教学效果好。

本实用新型可广泛应用于大、中、专院校有关水利、机械、化工、建筑、冶金、交通、环保等专业的工程流体力学的教学实验中。