流动现象演示实验装置,流体力学流动演示实验设备
一、装置定位与用途
流动现象演示实验装置,流体力学流动演示实验设备是工程流体力学 / 水力学的核心教学演示设备,采用自循环水流 + 气泡(或氢气泡)示踪、片光源照明的可视化技术,流态清晰直观地呈现出来;主要用于高校、中职工科实验室,帮助学生观察层流 / 湍流、边界层分离、卡门涡街、漩涡、绕流、文丘里 / 孔板流谱等 30 余种流动现象,理解流速、边界形状对流动状态的影响,辅助理论课程与实验报告的完成。
二、典型结构组成
框架与流道面板:铝合金 / 不锈钢框架,彩色有机玻璃狭缝流道,分多种模块(如 DB-LT625 流动现象演示实验装置等),集成渐扩 / 渐缩 / 突扩 / 突缩管、圆柱 / 桥墩 / 流线体绕流、文丘里、孔板、明渠弯道等边界;
自循环系统:蓄水箱、无级调速水泵、回流管路、水位观测窗、加水孔;
示踪与照明:掺气调节阀、气泡发生器(或电解氢气泡装置)、片光源,确保流谱清晰稳定;
控制与电气:调速旋钮、电源开关、保护电路,壁挂 / 台式安装可选。
三、核心演示功能与模块
常见面板配置对应不同流场:
内流模块:管道突扩 / 突缩、渐扩 / 渐缩、文丘里、孔板、直角 / 圆弧弯道,观察局部水头损失、边界层分离、漩涡区;
外流 / 绕流模块:单 / 多圆柱、桥墩(钝体)、机翼(流线体)绕流,演示驻点、尾迹、卡门涡街;
明渠 / 射流模块:明渠渐变、自由射流、附壁效应,展示射流卷吸与扩散。
四、工作原理与操作
注水至水箱,启动水泵,调节转速控制流速;
打开掺气阀,气泡随水流运动形成示踪线;
片光源照亮流道,面板上直接观察流线分布与流态变化;
改变流速 / 边界模块,对比层流→湍流、旋涡尺度、卡门涡街频率的差异。
五、装置特点与优势
可视化强:气泡示踪 + 透明面板,现象稳定清晰,无需复杂仪器读数;
操作便捷:无级调速、模块化切换,维护简单;
安全环保:封闭循环水,低压电气,无废水废气排放;
教学适配:覆盖流体力学核心章节,可配合理论课同步演示或独立开设实验课。
六、适用场景与选型提示
适用对象:本科 / 高职水利、土木、能源、化工、机械等专业;
选型要点:按课程需求选内流 + 外流双模块,优先选壁挂式节省实验室空间;
配套:实验指导书、模块更换工具、定期换水清洁即可长期使用。
装置特点:
流动现象演示实验装置以自循环多流道组成显示屏,以气泡为示踪介质,利用光折射技术,演示30余种流谱图案及相关原理。如:演示内流场的漩涡形成、边界层分离、介质传输、水塞等流道流谱。演示外流的尾迹形成、卡门涡街、传质传热等流场流谱。演示射流元件、附壁效应与射流控制原理等流型流谱。
装置功能:
1. 流动现象演示实验装置可演示七组不同类型的边界:
① 圆柱绕流、直角弯道:显示流体在驻点处的停滞现象。边界层分离状况及卡门涡街。水流流过直角弯道时,转弯处流线越靠近弯道,内侧的流速越慢。
② 桥墩绕流、圆角弯道:显示水流在桥墩后流区的卡门涡街现象。水流通过圆角弯道的流线与直角弯道相比较顺畅。
③ 突扩突缩:先是在突缩时仅在拐角处出现漩涡,在突扩处出现强烈的旋涡区。
④ 渐扩渐缩:在渐缩管看到流线的逐渐收缩,在渐扩处看到因边界层分离而产生的明显旋涡现象。
⑤ 孔板:显示孔板前流线收缩,汇集在孔板的锅留孔口处,在拐角处有小旋涡,孔板后水流逐渐扩散,在主流区周围形成较大的旋涡回流区。
⑥ 机翼:显示水流在机翼前端驻点即尾端的汇流和两侧流线疏密分布状况。
⑦ 自由紊动射流:显示射流离开喷嘴后,不断卷吸周围的流体,形成旋涡,产生强烈紊动,使射流向外扩散。
技术参数:
1. 工作电源:电压AC220V±10%、50Hz,单相三线制,功率≤850w。
2. 演示装置尺寸:高×宽×厚=1300mm×260mm×162mm,7块,挂壁式,配液位可视窗。
3.自循环供水装置,双向配置T4-24W平面片光源,有机玻璃流道,彩色有机玻璃机体,显示屏,亚光黑后罩。
4.水泵6台:电压24V、功率28.8W、流量600L/h、扬程7m。
5.水泵1台:电压24V、功率60W、最大流量25L/min、最大扬程15米。
6.可控硅无级调速器、无级可调掺气装置。
7、框架为304不锈钢材质,结构紧凑,外形美观,操作方便。
8、流动现象演示实验装置外形尺寸:2420*550*1800mm。(长×宽×高),框架为可移动式设计,带脚轮及禁锢脚。
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