[实用新型]空化演示管

说明书

技术领域

实用新型涉及一种试验装置，具体涉及一种空泡内气体流动规律试验装置，属于流体力学技术领域。

背景技术

空化是工程应用中经常遇到的物理现象，由于物体高速运动，造成物体周围液体的压力低于液体的饱和蒸汽压力，从而液体气化产生空泡，而当这些气化的空泡遇到高压力时，又瞬间破碎，气泡不断产生和破碎，这种现象称为空化现象。空化现象伴随着强烈的非定常流动特性，在气泡破碎的瞬间会产生高速的微射流和极大的冲击压力，会对运行物体造成严重的危害，诸如振动、噪音和材料的破坏。大量学者对空化流动结构进行研究，通过削弱空化强度来避免和减少空化带来的危害。

当前教学实践中，为了演示空化现象，通常采用观测水洞中高速螺旋桨产生空化和绕水翼空化，这种教学演示方式存在三点不足：

1、由于水洞实验设备庞大，操作步骤复杂，每次观测耗时耗力；

2、不利于用于教学演示；

3、每次观测成本高，不利于反复多次进行观测实验。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种空化演示管，能够简单，高效，便捷地观察空化发生的过程。

一种空化演示管，包括玻璃长管、上密封塞和下密封塞；其中，所述玻璃长管为两端开放的空心管状结构，所述上密封塞的密封面为锥形面，其上沿中心轴线方向开有圆柱形通气孔，所述下密封塞为圆柱形结构；

其连接关系为：玻璃长管的一端由下密封塞封闭，玻璃长管内装入超过其二分之一容积的液体之后，玻璃长管的另一端由上密封塞的小端封闭，上密封塞的通气孔使玻璃长管内部液面之上的部分与外部大气压相通。

进一步的，所述液体为水；

进一步的，所述上密封塞和下密封塞由橡胶材料制成；

有益效果：

1、本装置的结构简单，使用方便并且便于操作和演示，使观察者对空化现象产生直观的认识；

2、本装置的生产和教学成本相对于水洞试验设备低廉，并且能够重复多次观测试验。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的产生空泡的示意图；

其中，1-玻璃长管、2-上密封塞、3-下密封塞、4-水、5-空泡。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

如附图1所示，本实用新型提供了一种空化演示管，包括玻璃长管1、上密封塞2和下密封塞3；其中，所述玻璃长管1为两端开放的空心管状结构，所述上密封塞2的密封面为锥形面，其上沿中心轴线方向开有圆柱形通气孔，所述下密封塞3为圆柱形结构；

其连接关系为：玻璃长管1的一端由下密封塞3封闭，玻璃长管1内装入超过其二分之一容积的水之后，玻璃长管1的另一端由上密封塞2的小端封闭，上密封塞2的通气孔使玻璃长管1内部液面之上的部分与外部大气压相通。

所述上密封塞2和下密封塞3由橡胶材料制成。

工作原理如附图2所示，首先利用通气孔将玻璃长管1内液面上方的空气全部抽出，使玻璃长管1内除液体以外部分为真空状态，这样能使管内空气压力达到最小，玻璃长管1底部液体更容易达到饱和蒸汽压。然后操作者对玻璃长管1施力，使其高速上下移动，当玻璃长管1底部压力低于液体的饱和蒸汽压，就会发生空化现象，空泡5从底部产生，并向液面移动，空泡5在移动过程中逐渐溃灭。由于为透明玻璃长管，能够直观地显现出空化现象。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。