[实用新型]一种针对暖通空调系统的流线可视化演示教具

说明书

技术领域

本实用新型属于流体力学技术领域，涉及一种流线可视化演示设备，尤其是一种针对暖通空调系统的流线可视化演示教具。

背景技术

现有流线演示设备通常描绘出完整的流线。例如，公告号为CN201918080U的中国实用新型专利，公开了“一种流线演示仪”，其通过两种混合液体在定常流下遇到障碍物形成流线形态；公告号为CN202976606U的中国实用新型专利，公开了“流谱演示实验仪”，其通过掺混气体在流谱演示板的流道中与工作液体形成适当气泡的方法描绘流线和迹线；公告号为CN2392227的中国实用新型专利，公开了“台式组合型自循环流态图象演示仪”，其通过装有靶流传感器和引气器的导流管在液体介质中显示流态图像；公告号为CN102184665A的中国发明专利，公开了“流体的流线、流管、层流模拟演示仪装置”，其通过一种液体介质显示流线层流状态；以上专利通过一定方式对流线进行了完整描绘，或者对工作液体的迹线进行描绘，但不足之处是未能显示流场中的速度方向，速度分布等流体动力学特征。

又如，公告号为CN103778289A、CN103006271A、CN105374064A、CN103472502A等中国发明专利，利用计算机模拟技术为建筑、医学、水利、环境等专门学科领域进行了流场和流线描绘，但是没有通过实验方法对暖通空调系统中相关的流线进行可视化演示。

实用新型内容

本实用新型提出了通过实验方法显示宏观流体流动的整体趋势中的流场、流线、速度分布、流场中某一点的流动速度方向等流体动力学特征的技术方法；将这种可视化技术应用到暖通空调系统领域中，演示相关技术背景下流体的流场及流线；此外还为暖通空调学科教学提供了部分相关流体流动模型的可视化实体教具，以上所述均对现有的实体可视化技术进行补充。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种针对暖通空调系统的流线可视化演示教具，包括演示板、显示液、输送及动力装置，其中演示板分为静态演示板和动态演示板；显示液由黏液体和指示探针制备而成；输送及动力装置有动力泵、储液箱、阀门和管路组成，上述的显示板水平布置在桌形支架面板上，动力泵和储液箱布置在桌形支架面板下，两者通过设有阀门的管路连接，形成闭合循环整体。

上述的针对暖通空调系统的流线可视化演示教具，所述演示板由长方形浅色非透明底板和与底板尺寸等大的长方体无色透明的有机玻璃罩构成，两者形成完整的长方体空腔，演示板一端与动力泵的出口相连接，以下称为演示板的入口端，另一端与储液箱相连接，以下称为演示板的出口端，演示板的入口端有一准备室，（保证液体的连续性和流量的稳定性，）演示板的出口端有一汇流室，在演示板空腔内按次序布置了流动障碍元件，沿演示板长度方向两侧设有橙黄色LED灯带。

上述的流线可视化演示板分为静态演示板和动态演示板，所述静态演示板中的流动障碍元件固定在演示板空腔内不可移动；所述动态演示板中的流动障碍元件在演示板空腔内存在平移或旋转的运动方式，其运动由操纵把手或电机设备完成，所有演示板均水平放置在桌形支架的桌面上，所有演示板以并联方式相互连接在一起。

上述的流线可视化静态演示板，第一演示板，包括从入口端到出口端依次设置的换热器顺排管束、换热器交叉流管束和肋片管外换热；第二演示板，包括从入口端到出口端依次设置的挡水板、天圆地方和散流器；第三演示板，包括从入口端到出口端依次设置的贴附射流和有限空间射流；第四演示板，包括从入口端到出口端依次设置的收缩管嘴、靶式喷嘴和拉法尔喷管。

上述的流线可视化动态演示板，第五演示板，包括从入口端到出口端依次设置的贯流式风机切向运动、贯流式风机前向型径向运动和贯流式风机后向型径向运动；第六演示板，包括从入口端到出口端依次设置的离心式制冷压缩机压缩腔和螺杆式制冷压缩机压缩转子对；第七演示板，包括从入口端到出口端依次设置的涡旋式制冷压缩机压缩转子对和康达效应；第八演示板，包括从入口端到出口端依次设置的热力膨胀阀和热力学绝热压缩运动过程。

上述的针对暖通空调系统的流线可视化演示教具，显示液由有黏液体和指示探针制备而成，制备好足量的显示液储存在储液箱中；所述有黏液体用变性水淀粉作为显示基，所述指示探针用直径0.5mm，长度为3mm的黑色聚丙乙烯纤维制成；有黏液体的黏度要求为标准状态下，流体存在一定的流速时，保证95%以上的指示探针能指明流体运动方向时的最小黏度；指示探针添加量为流体流动的宏观状态下能清楚指明流动方向和趋势的最小添加量。