一種傳感式動量定律實驗裝置製造方法
2023-04-27 11:40:01 1
一種傳感式動量定律實驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種傳感式動量定律實驗裝置，包括蓄水箱、第一工作水箱、第二工作水箱和壓力感應模塊、抽水機、輸水管、射流管、可拆卸接水板、第一回水管、第二回水管和支座；蓄水箱設在支座上，蓄水箱、輸水管、第一工作水箱和第一回水管順次連通構成迴路，抽水機設在輸水管上；第一工作水箱通過射流管與第二工作水箱連通；第二工作水箱通過第二回水管與蓄水箱連通；壓力感應模塊上設有顯示面板，可拆卸接水板設在第二工作水箱內、且設在射流管正前方，可拆卸接水板通過導線與壓力感應模塊連接。本實用新型傳感式動量定律實驗裝置，能直接而精確的讀出水流的衝擊力，能流速可調，能獲得更多實驗數據，能提高實驗精度，獲得更好的效果。
【專利說明】一種傳感式動量定律實驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型是涉及一種利用壓力傳感器直接讀數從而驗證恆定總流動量方程的實驗裝置，具體地說是涉及一種流速可調可測，並可驗證不同角度反射對應的衝量力的傳感式動量定律實驗裝置。
【背景技術】
[0002]動量定律是流體力學、水力學的基本理論之一，其動量方程是理論力學在水力學中的數學表達式，恆定總流動量方程:
[0003]ZF = PQ(M2U1) ⑷
[0004]其中SF為作用在物體上所有外力的矢量和，P為液體的密度，Q為液體的流量，β 1、β 2分別為初始斷面和終了斷面的動量校正係數，VpV2分別為初始和終了斷面上液體的斷面平均流速。
[0005]為驗證此方程而設計的實驗裝置，通過實測水流對不同出射角度的面板所施加的衝擊力，與通過測量流速及反射角度並由式(*)得出的衝擊力計算值相比較，從而驗證動量方程，加深對動量方程的理解。
[0006]然而，在做恆定總流動量方程驗證的實驗的過程中，現有實驗儀器是通過力矩平衡原理測量水流衝擊力，首先通過懸掛小砝碼將槓桿調平，水流衝擊時通過懸掛大砝碼調平而獲得力臂，結合大砝碼重量從而計算出水流衝擊力，射流流量通過用燒杯接水並記錄時間而計算獲得且流量無法改變。此裝置在實驗中:砝碼位置肉眼難以準確定位，槓桿模型支點摩擦無法避免，且長時間的讀數使得眼睛十分疲勞，加之無法直接測出流量，流量無法控制導致實驗數據單一，難免產生較大誤差，影響了教學效果。
實用新型內容
[0007]實用新型目的:本實用新型的目的是為了克服了現有技術中的不足，提供了一種通過壓力傳感器直接讀出水流衝擊力，並且設置可調、可測流量的傳感式動量定律實驗裝置。
[0008]技術方案:為了解決上述技術問題，本實用新型是通過以下技術方案實現:
[0009]一種傳感式動量定律實驗裝置，包括蓄水箱、第一工作水箱、第二工作水箱和壓力感應模塊、抽水機、輸水管、射流管、可拆卸接水板、第一回水管、第二回水管和支座；所述蓄水箱設在支座上，蓄水箱、輸水管、第一工作水箱和第一回水管順次連通構成迴路，所述抽水機設在輸水管上；所述第一工作水箱通過射流管與第二工作水箱連通；所述第二工作水箱通過第二回水管與蓄水箱連通；所述壓力感應模塊上設有顯示面板，所述可拆卸接水板設在第二工作水箱內、且設在射流管正前方，可拆卸接水板通過導線與壓力感應模塊連接。
[0010]所述射流管上設有閥門，能方便控制射流管內的水流。
[0011]所述壓力感應模塊上設有開關按鈕、調零按鈕，能使顯示面板重新記錄新的數據。
[0012]所述第一工作水箱內還設有可調高度擋板，能控制第一工作水箱內總水位，從而控制射流流速，能可驗證不同流速下的動量定律，並進行校核評價實驗數據。。
[0013]所述第一工作水箱內還設有網格板，第一工作水箱內、輸水管入口正上方設有緩衝石子，能減緩蓄水箱的水進入第一工作水箱流速，進而減緩水流進入射流管道的流速。
[0014]所述第一工作水箱和第二工作水箱之間的射流管上還設有流量計，能直接讀出射流管內流量。
[0015]所述可拆卸接水板為平板、半球或紡錘體，能使壓力傳感器讀出不同出射角度的射流衝擊力。
[0016]工作原理:本實用新型傳感式動量定律實驗裝置，在進行恆定總流動量方程驗證實驗過程中，可在抽水機恆定功率下通過改變擋板高度而改變射流流速V，通過流量計直接讀出射流流量，通過可拆卸接水板改變射流板為平板、半球、紡錘體等不同出射角度的面板，通過壓力傳感器直接而準確的讀出射流衝擊力。
[0017]有益效果:本實用新型傳感式動量定律實驗裝置，在恆定總流動量定律驗證實驗過程時，通過壓力傳感裝置直接而精確的讀出了水流的衝擊力，並且配置了流速可調、可測裝置，使得能獲得更多實驗數據，提高了實驗精度，獲得更好的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型傳感式動量定律實驗裝置的結構示意圖；
[0019]圖中:壓力感應模塊1、第一工作水箱2、蓄水箱3、開關按鈕4、調零按鈕5、顯示面板6、可拆卸接水板7、可調高度擋板8、網格板9、射流管10、流量計11、緩衝石子12、閥門13、抽水機14，輸水管15、第一回水管16、支座17、第二工作水箱18、第二回水管19。
【具體實施方式】
[0020]實施例
[0021]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述:
[0022]如圖1所示的傳感式動量定律實驗裝置，包括蓄水箱3、第一工作水箱2、第二工作水箱18和壓力感應模塊1、抽水機14、輸水管15、射流管10、可拆卸接水板7、第一回水管16、第二回水管19和支座17 ;所述蓄水箱3設在支座17上，蓄水箱3、輸水管15、第一工作水箱2和第一回水管16順次連通構成迴路，所述抽水機14設在輸水管15上；所述第一工作水箱2通過射流管10與第二工作水箱18連通；所述第二工作水箱18通過第二回水管19與蓄水箱3連通；所述壓力感應模塊I上設有顯示面板6，所述可拆卸接水板7設在第二工作水箱18內、且設在射流管10正前方，可拆卸接水板7通過導線與壓力感應模塊I連接。
[0023]開始驗證實驗時，本實用新型已經按照圖示組裝完畢。通電啟動抽水機14，蓄水箱3中水由抽水機14作用進入工作水箱，網格板9與緩衝石子12起到減緩流速對水流進入射流管10道的流速影響。當水溢出可調高度擋板8時，工作水箱內的水體到達動態平衡，打開開關按鈕4，並且按下調零按鈕5，打開閥門13，使水流通過射流管10，衝擊在可拆卸接水板7上，待顯示面板6讀數穩定後讀數，即得該流速下水流對該發射角度面板的衝擊力F。記錄流量計11讀數，射流管10管徑，可通過公式SF=P Q( β 2ν2-β J1)進行計算從而驗證動量定律。
[0024]本次試驗結束後改變可調高度擋板8的高度，從而改變工作水箱總水頭，射流管10內水流流速即會發生變化，重複上述過程可驗證不同流速下的動量定律，並進行校核評價實驗數據。
[0025]本實用新型中涉及的未說明部分與現有技術相同或採用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種傳感式動量定律實驗裝置，其特徵在於:包括蓄水箱(3)、第一工作水箱(2)、第二工作水箱(18)和壓力感應模塊(I)、抽水機(14)、輸水管(15)、射流管(10)、可拆卸接水板(7)、第一回水管(16)、第二回水管(19)和支座(17);所述蓄水箱(3)設在支座(17)上，蓄水箱(3)、輸水管(15)、第一工作水箱(2)和第一回水管(16)順次連通構成迴路，所述抽水機(14)設在輸水管(15)上；所述第一工作水箱(2)通過射流管(10)與第二工作水箱(18)連通；所述第二工作水箱(18)通過第二回水管(19)與蓄水箱(3)連通；所述壓力感應模塊(I)上設有顯示面板(6)，所述可拆卸接水板(7)設在第二工作水箱(18)內、且設在射流管(10 )正前方，可拆卸接水板(7 )通過導線與壓力感應模塊(I)連接。
2.如權利要求1所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特徵在於:所述射流管(10)上設有閥門(13)。
3.如權利要求1所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特徵在於:所述壓力感應模塊(I)上設有開關按鈕(4 )、調零按鈕(5 )。
4.如權利要求1所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特徵在於:所述第一工作水箱(2)內還設有可調高度擋板(8)。
5.如權利要求4所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特徵在於:所述第一工作水箱(2)內還設有網格板(9),第一工作水箱(2)內、輸水管(15)入口正上方設有緩衝石子(12).。
6.如權利要求1-5任意一項所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特徵在於:所述第一工作水箱(2)和第二工作水箱(18)之間的射流管(10)上還設有流量計(11)。
7.如權利要求1-5任意一項所述的傳感式動量定律實驗裝置，其特徵在於:所述可拆卸接水板(7)為平板、半球或紡錘體。
【文檔編號】G09B23/12GK203588527SQ201320660273
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月24日 優先權日:2013年10月24日
【發明者】王冬旭, 楊雨曦, 俞博威, 彭宜薔 申請人:河海大學