第2章 水流现象演示实验

2.1 仪器简介和工作原理

壁挂式自循环流动演示仪由挂孔、彩色有机玻璃面罩、流动显示面、加水孔孔盖、掺气量调节阀、蓄水箱、可控硅无极调速旋钮、水泵、日光灯和回水道组成，如图2.1所示。

该仪器以气泡为示踪介质，狭缝流道中设有特定的边界流场，用以显示不同边界条件下的内流、外流、射流元件等多种流动图谱。由图2.1可以看出，当工作液体（水）由水泵驱动到流动显示面，通过两边的回水流道流入蓄水箱时，水流中掺入了空气。空气的多少可以由掺气量调节阀调节。掺气后的水流再经水泵驱动到流动显示面时，形成了无数的小气泡随水流流动，在仪器内的日光灯照射和显示面底板的衬托下，小气泡发出明亮的折射光，清楚地显示出各种不同流场水流流动的图像。由于流动显示面设计成多种不同的形状边界，流动图像可以形象地显示出不同边界包括分离、尾流、漩涡等多种流动形态及其水流内部质点运动的特性。整套装置由7个独立的仪器组成，配以不同的流动显示面（图2.2），分别称为SL-1型、SL-2型、…、SL-7型流动显示仪，它们可以单独使用，也可以同时使用。

图2.1 壁挂式自循环流动演示仪结构示意图

1—挂孔；2—彩色有机玻璃罩；3—流动显示面；4—加水孔孔盖；5—掺气量调节阀；6—蓄水箱；7—可控硅无极调速旋钮；8—水泵；9—日光灯；10—回水道