[发明专利]一种用于旋涡夹带现象研究的一体式实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种用于旋涡夹带现象研究的一体式实验装置，其特征在于：包括试验段(10)、进水流量计(19)、抽水流量计(20)、进水泵(18)、抽水泵(21)、水箱(1)和管道及管道附件所组成的双支路闭式回路、回路支撑架(2)和配电箱(22)；所述试验段(10)为矩形容器，由依次连通的进口段(6)、旋涡发生段(8)和出口段(11)组成；所述进口段(6)包括相连通的渐缩段(17)和发展段(16)，发展段(16)内设有流动整直器(7)；所述旋涡发生段(8)两端分别被隔板(15)沿中线分隔成两个并联的流道，一流道两端分别与进口段(6)和出口段(11)相接，另一流道两端为封闭壁面；所述旋涡发生段(8)中央底部设有竖直向下的抽水口(9)；所述出口段(11)包括相连通的缓冲段(14)及渐扩段(13)；

所述的双支路闭式回路为：所述抽水口(9)依次用管道连接抽水流量计(20)、抽水泵(21)和水箱(1)形成一支路闭式回路；所述水箱(1)依次用管道连接进水泵(18)、温度计(5)、进水流量计(19)和进口段(6)形成另一支路闭式回路；所述出口段(11)连接至水箱(1)；所述水箱(1)底部设有排水阀(12)。

2.根据权利要求1所述的一种用于旋涡夹带现象研究的一体式实验装置，其特征在于：所述回路支撑架(2)分为上下两层，上层用于固定试验段(10)、进水流量计(19)及抽水流量计(20)，下层用于固定水箱(1)、进水泵(18)、抽水泵(21)及配电箱(22)；所述回路支撑架(2)底部设有带刹车的万向脚轮(4)。

3.根据权利要求1所述的一种用于旋涡夹带现象研究的一体式实验装置，其特征在于：所述流动整直器(7)为一组孔板组成。

4.根据权利要求1所述的一种用于旋涡夹带现象研究的一体式实验装置，其特征在于：所述试验段(10)的材质为丙烯酸塑料。

5.根据权利要求1所述的一种用于旋涡夹带现象研究的一体式实验装置，其特征在于：所述水箱(1)与进水泵(18)及抽水泵(21)均用金属软管(3)连接。

6.权利要求1至5任一项所述的用于旋涡夹带现象研究的一体式实验装置的实验方法，其特征在于：在进水泵(18)的驱动下，水箱(1)内的水依次沿管道流经温度计(5)、进水流量计(19)并进入试验段(10)的进口段(6)，经过渐缩段(17)后，在流动整直器(7)作用下以稳定均匀的流速通过发展段(16)；由于沿中线分隔的隔板(15)，水将从隔板的一侧进入旋涡发生段(8)，其中一部分水从同一侧流出，经缓冲段(14)和渐扩段(13)后回到水箱(1)；另一部分水在抽水泵(21)的驱动下从竖直向下的抽水口(9)流出，沿管道依次经过抽水流量计(20)和抽水泵(21)后也回到水箱(1)；隔板(15)的一侧有匀速流过的水，另一侧则是滞留区，这样就形成了均匀的切向速度；抽水口(9)则形成了大的局部向下速度；在这两个速度的作用下，旋涡发生段(8)中部会产生旋涡以至旋涡夹带现象。