水击实验——精选推荐

(四)水击实验
一、实验目的要求:
1、了解水击原理及水击产生的原因;
2、了解水击清除的方法,水击的利用;
二、实验装置:
本实验仪器由恒压水箱、供水管、调压筒、水击室、压力室、气压表、扬水机出水管、水击发生阀、逆止阀、水泵、可控硅无级调速器、水泵过热保护器及集水箱等组成。其装置如下图所示。
图1 水击装置图
图中:
1、恒压水箱
2、扬水机出水管供水管
3、气压表
4、扬水机截止阀
5、压力室
6、调压筒
7、水泵
8、水泵吸水管
9、供水管10、调压截止阀11、水击发生阀12、逆止阀13、水击室14、集水箱15、底座
三、实验方法:
1、打开供水开关;
2、启动水击发生阀:启动阀11必须先向下推开,并使过水系统中的空气全部排出(打开调压筒截止阀可排出空气)。然后松手,阀11就会自动地往复上下运动,时开时闭而发生水击。
3、测量水击压强:测量时,应全关闭阀10和4,且应关紧不漏水。
4、水击扬水实验:应全开阀4,全关阀10。
5、调压筒实验:应全关阀4,全开阀10。
6、流量调节:可通过调控可控硅无级调速器旋钮,改变流量大小。
7、其它注意事项:若供水管、压力室或阀10下部调压筒中的滞留空气未排净,或水质不洁等而导致逆止阀漏水,或集水箱水位偏低,都有可能使水击压强达不到额定值。此时应按前述过程重新操作,或更换水质增加集水箱水量.
四、实验原理:
1、水击的产生和传播:
水泵能把集水箱14中的水送入恒压供水箱1中,水箱1设有溢流板和回水管,能使水箱中的水位保持恒定。工作水流自水箱1经供水管9和水击室13再通过水击发生阀11的阀孔流出,回到集水箱14。
实验时,先全关阀10和4,触发起动阀11。当水流通过阀11时,水的冲击力使阀11上移关闭而快速截止水流,因而在供水管9的末端首先产生最大的水击升压。并事水击室13同时承受到这一水击压强。水击升压以水击波的形式迅速沿着压力管道向上游传播,到达进口以后,由进口反射回来一个减压波,使管9末端和水击室13内发生负的水击压强。
本实验仪能通过阀11和12的动作过程观察到水击波的来回传播变化现象。即阀11关闭,产生水击升压,使逆止阀12克服压力室5的压力而瞬时开启,水也随即注入压力室内,并可看到压力表3随着产生的压力波动。然后,在进口传来的负水击作用下,水击室13的压强低于压力室5,使逆止阀12关闭。同时,负水击又使阀11下移而开启。这一动作过程既能观察到水击波的传播变化现象,又能使本实验仪保持往复的自动工作状态,即当阀11再次开启后,水流又经阀孔流出,回复到初始工作状态。这样周而复始,阀11不断地启闭,水击现象也就不断地重复发生。
2、水击压强的定量观测:
水击可在极短的时间内产生很大的压强,尢如重锤锤击管道一般,可造成管道的破坏。由于水击的作用时间短,升压大,通常需用复杂而昂贵的电测系统作瞬态测量,而本仪器用简便的方法可直接地量
测出水击升压值。此法的测压系统是由逆止阀12、压力室5和气压表3组成。阀11每一开一关都能产生一次水击升压,由于作用水头、管道特性和阀的开度均相同,故每次水击升压值相同。每当水击波往返一次,都将向压力室5内注入一定水量,因而压力室内的压力随水量的增加而增大,一直到其值达到与最大水击压强相等时,逆止阀12才不打开,水流也不再注入压力室5,压力室内的压力也就不再增高。这时,可从连接与压力室空腔的压力表3测量压力室5中的压强,此压强即为阀11关闭时产生的最大水击压强,这一测量原理可用一个日常生活例子来加深理解:如一个人用气筒每次以3kg/cm2的压强向轮胎内打气,显然,只有反复多次打,轮胎内的压强方可达到且只能达到3kg/cm2。
本实验仪工作水头为25cm左右,气压表显示的水击压强值最大可达300mm汞柱以上,即达到20倍左右的工作水头。表明水击有可能造成工程破坏。
3、水击的利用—水击扬水原理:
水击扬水机由图中的1、9、11、12、13、5、4、2等部件组成。水击发生阀11每关闭一次,在水击室13内就产生一次水击升压,逆止阀12随之被瞬时开启,部分高压水被注入压力室5,当阀4开启时,压力室的水便经出水管2流向高处。由于阀11的不断动作,水击连续多次发生,水流亦一次一次地不断注入压力室,因而便源源不断地把水提升到高处。这正是水击扬水机工作原理,本仪器扬水高度为37cm,即超过恒压供水箱的液面达1.5倍的作用水头。
水击扬水虽然能使水流从低处流向高处,但它仍然遵循能量守恒定律。扬水提升的水量仅仅是流过供水管的一部分,另一部分水量通过阀11的阀孔流出了水击室。正是这后一部分水量把自身具有的势能(其值等于供水箱液面到阀11出口处的高度差)以动量传输的方式,提供给了扬水机扬水。由于水击的升压可达几十倍的作用水头,因而若提高扬水机出水管2的高度,水击扬水机的扬程也可相应提高,但出水量会随着高度的增加而减小。
4、水击危害的消除—调压筒(井)工作原理:
如上所述,水击有可利用的一面,但更多的是它对工程具有危害性的一面。例如,水击有可能使输水管爆裂。为了消除水击的危害,常在阀门附近设置减压阀或调压筒(井),气压室等设施。本仪器设有由阀10和调压筒6组成水击消减装置。
实验时全关阀4,全开阀10,然后手动控制阀11的开与闭。由气压表3可见,此时,水击升压最大值约为100mm汞柱,其值仅为阀10关闭时的峰值的1/3。同时,该装置还能演示调压系统中的水位波动现象。当阀11开启时,调压筒中水位低于供水箱水位(以下称库水位),而当阀11突然关闭时,调压筒中水位很快涌高并且超过库水位,并出现和竖立U型水管中水体摆动现象性质相同的振荡,上下波动的幅度逐次衰减,直至静止。
调压系统中的非定常流和水击的消减作用,在实验中可作如下说明:
设置了调压筒,在阀11全开下的定常流时,调压筒中维持低于库水位的固定自由水面。当阀11突然关闭时,供水管9中的水流因惯性作用继续向下流动,流入调压筒,使其水位上升,一直上升到高出库水位的某一最大高度后才停止。这时全管流速等于零,流动处于暂时停止状态,由于调压筒水位高于库水位,故水体作反向流动,从调压筒流向水库。又由于惯性作用,调压筒中的水位逐渐下降,至低于库水位,直到反向流速等于零为止。此后供水管中的水流又开始流向调压筒,调压筒中的水位再次回升。这样,伴随着供水管中水流的往返运动,调压筒中水位也不断上下波动,这种波动由于供水管和调压筒的阻力作用而逐渐衰减,最后,调压筒水位稳定在正常水位。
设置调压筒后,在过流量急剧改变时仍有水击发生,但调压筒的设置建立了一个边界条件,在相当大程度上限制或完全制止了水击向上游传播。同时水击波的传播距离因设置调压筒而大为缩短,这样既能避免直接水击的发生,又加快了减压波返回,因而使水击压强峰值大为降低,这就是利用调压筒消减水击危害的原理。
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页不同。
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12. 问:怎样微调WORD 表格线?WORD 表格上下竖线不能对齐,用鼠标拖动其中一条线,可是一拖就跑老远,想微调表格竖线让上下对齐,请问该怎么办?
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13. 问:怎样微调word 表格线?我的word 表格上下竖线不能对齐,用鼠标拖动其中一条线,可是一拖就跑老远,我想微调表格竖线让上下对齐,请问该怎么办?
答:可以如下操作:●按住ctl 键还是shift,你have a try●double click the line, try it )●打开绘图,设置一下网格(在左下角)。使水平和垂直都为最小,试一把!?●press Alt
14. 问:怎么把word 文档里已经有的分页符去掉?
答:先在工具――选项――视图――格式标记,选中全部,然后就能够看到分页符,delete 就ok了。
15. 问:Word 中下标的大小可以改的吗
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答:格式―字体
16. 问:Word 里怎么自动生成目录啊

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