本發明針對水擊現象的產生及水擊危害的防治而設計的一種演示實驗裝置，利用本發明裝置可形象再現水擊波的傳遞變化過程及其影響因素、以及控制措施。它屬于水力學和水利工程領域。

背景技術：

目前水擊演示實驗，演示內容較單一，不能同時演示水擊的產生、變化、及其影響因素以及水擊防治措施。這種單一的演示模式，不利于在高校水利類實驗室及科普類科學宮推廣。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種多功能水擊演示實驗裝置，此裝置形象展現管道內有壓水流水擊波的產生、變化及其影響因素，并能展示水擊危害的防治措施。其演示逼真、內容豐富有趣、結構簡潔、成本較低、使用及維護方便。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種水擊演示實驗裝置，包括蓄水箱、上水箱以及實驗管道，所述上水箱通過設置在蓄水箱的水泵與蓄水箱連通，其特征在于：所述實驗管道包括前管道、喉管、以及后管道，所述喉管連接在所述前管道和后管道之間，所述前管道的前端與所述上水箱連通，在所述后管道的上表面開設有水擊出水孔，在所述后管道的末端還連接有一尾閥，在尾閥與喉管之間還設置帶有調節閥的調壓室，在所述喉管上還連接有通氣道，在通氣道上設有開關，通過調節所述通氣道上的開關、調壓室上調節閥以及尾閥對所述后管道內的水和空氣進行調節，在所述后管道的下端設置有一接水槽，接水槽的下端通過一接水槽排水管流向所述蓄水箱。

在所述水擊出水孔周圍設置有一曲面槽，在該曲面槽內設一置于所述水擊出水孔上的輕質塑料球。

所述輕質球為塑料球。

所述上水箱和試驗管道設置在試驗臺上，所述蓄水箱位于實驗臺的下方，所述接水槽位于實驗臺上。

在所述上水箱底部左側設上水箱溢流排水管。

本發明一種多功能水擊演示實驗裝置，其結構由二部分組成：供水部分、水擊波演示及水擊防治機構部分。在供水部分，利用水泵，將蓄水箱的水提入上水箱，最后上水箱的水，經過上水箱溢流排水管及接水槽排水管，再回到蓄水箱。在水擊波演示及水擊防治機構部分，調壓室位于后管道前部，通氣道設置于喉管上，后管道上部沿線設置曲面槽，塑料球位于曲面槽內，尾閥位于后管道尾部，通過調節尾閥關閉時間和啟閉調壓室及通氣道上的開關，來演示水擊和防治水擊。

與現有技術相比，本發明的優點：其演示逼真，內容豐富有趣，能夠形象展現管道內有壓水流水擊波的產生、變化及其影響因素，并能展示水擊危害的防治措施，結構簡潔、成本較低、使用及維護方便，適于在高校水利類實驗室及科普類科學宮推廣。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

其中：1、蓄水箱，2、上水箱，3、上水箱溢流排水管，4、水泵，5、上水箱進水管，6、接水槽排水管，7、喉管，8、前管道，9、通氣道，10、后管道，11、一號曲面槽，12、調壓室，13、二號曲面槽，14、實驗臺，15、支撐桿，16、輕質球，17、接水槽，18、尾閥。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作詳細說明：

對照圖1，本發明試驗裝置，水泵4置于蓄水箱1內，水泵4的出口管道上水箱進水管5與上水箱2底部相接，上水箱2置于實驗臺14臺面上，上水箱2底部設上水箱溢流排水管3，上水箱溢流排水管3出口指向蓄水箱1內，前管道8的前端與上水箱2下部側面相連，在前管道8與后管道10之間設置連接段喉管7，喉管7上設置通氣道9，通氣道9上設有開關，在后管道10上部設置調壓室12，調壓室12上設置開關，接水槽17位于實驗臺14上，接水槽17底部設置接水槽排水管6，接水槽排水管6的出口指向蓄水箱1內，曲面槽位于后管道10上部沿線，輕質球16置于曲面槽內孔上，尾閥18置于后管道10后部。輕質球16可選擇塑料球或其他材質。

工作過程：關閉通氣道9及調壓室12上的開關，打開尾閥18，啟動蓄水箱1內的水泵4，可使蓄水箱1內的水，經由上水箱進水管5進入上水箱2。進入上水箱2的水，一部分經上水箱溢流排水管3回到蓄水箱1內，另一部分經由前管道8、喉管7、后管道10以及尾閥18出口流入接水槽17，接水槽17內的水經由接水槽排水管6的出口，流回到蓄 水箱1內。調節尾閥18關閉時間，使管道內發生水擊，水擊的強弱變化可通過各個曲面槽內塑料球被水擊波沖擊的高度來展示。關閉調壓室12的開關，打開喉管7上通氣道9的開關，調節尾閥18開度，使喉管7處產生負壓，空氣通過通氣道9進入后管道10，快速關閉尾閥18，使管道內產生水擊，觀察各個曲面槽內塑料球被水擊波沖擊的高度，由于管內出現水、氣二相流動，摻氣效果顯現，管內流體的相對彈性降低，此時產生的水擊波強度下降，塑料球被水擊波沖擊的高度下降，說明摻氣能降低水擊的強度。打開尾閥18，關閉通氣道9的開關，打開調壓室12上的開關，管道內水體流入調壓室12，快速關閉尾閥18，使管道內發生水擊，由于調壓室的吸能效應，使管內的水擊強度明顯減弱，水擊波沖擊塑料球高度顯著降低。