ЛАБОРАТОРНЫЙ МОДУЛЬ Российский патент 2013 года по МПК B01L99/00 F15B19/00 G09B23/12 

Изобретение относится к лабораторному оборудованию, которое широко используется в учебных заведениях (см., например, Д.В.Штеренлихт. Гидравлика. - М.: Энергоиздат, 1984 - 640 с).

Наиболее близкой к изобретению является портативная лаборатория "Капелька", состоящая из четырех устройств, а именно устройство №4. Патенты на изобретения 1721326, 1742655, 1728725, МПК Е02L 1/00-1/04. Оно содержит баки, сообщаемые через опытные каналы переменного и постоянного сечений. Каналы соединены между собой равномерно расположенными пьезометрами, служащими для изменения пьезометрических напоров в характерных сечениях. Устройство заполняется подкрашенной водой и бак снабжен шкалой для измерения уровня воды.

Недостатком устройства является то, что при иллюстрации уравнения Бернулли в канале постоянного сечения пьезометры показывают только пьезометрический напор, а в уравнении Бернулли входит скоростной напор, который не может визуально наблюдаться в пьезометрах и учитывается только виртуально, в расчетах по уравнению расхода и по уравнению Бернулли. Известно, что визуальное изучение надежнее виртуального и демонстрация скоростного напора в живом сечении потока становится актуальной проблемой.

Задачей изобретения является возможность демонстрации скоростного напора потока в одном из характерных сечений, а именно в среднем на канале постоянного сечения.

Поставленная задача решается следующим образом, средний пьезометр 5 делится герметично перегородкой 7 на две вертикальные части. Одна часть остается пьезометром, а во вторую часть вставляется каплевидная трубка Пито 8.

Устройство работает следующим образом.

При иллюстрации уравнения Бернулли благодаря постоянному напору истечения Н₀ (фиг.1) во времени обеспечивается установившееся движение воды в канале постоянного сечения 4. Другой канал 3 в это время пропускает воздух, вытесняемый из нижнего бака 2 в верхний бак 1. При этом на одном из баков нанесена измерительная шкала 6. Пьезометры 5 показывают при этом пьезометрический напор в характерных сечениях. В среднем пьезометре при этом в одной части по-прежнему устанавливается пьезометрический напор, а другая часть с каплевидной трубкой Пито (фиг.1) показывает полный напор и уровень скоростного напора визуально заметен.

Таким образом, поставленная задача решена полностью. Следует также подчеркнуть, что именно каплевидная форма трубки Пито 8 в канале постоянного сечения 4 обтекается водой без отрыва и не нарушает установившегося движения, что также характерно для иллюстрации уравнения Бернулли.

Заявленное изобретение относится к лабораторному оборудованию, используемому в учебных заведениях. Лабораторный модуль содержит верхний и нижний баки, сообщаемые через каналы, соединенные между собой пьезометрами, и измерительную шкалу на одном из баков. При этом средний пьезометр на канале постоянного сечения разделен по вертикали герметичной перегородкой на две части, в одну из которых вставляется каплевидная трубка Пито, помещаемая в поток жидкости. Достигаемый технический результат заключается в обеспечении возможности визуальной демонстрации скоростного напора жидкости без нарушения установившегося движения жидкости, характерного для уравнения Бернулли. 1 ил.

Лабораторный модуль, содержащий верхний и нижний баки, сообщаемые через каналы, соединенные между собой пьезометрами, и измерительную шкалу на одном из баков, отличающийся тем, что средний пьезометр на канале постоянного сечения разделен по вертикали герметичной перегородкой на две части, в одну из которых вставляется каплевидная трубка Пито, помещаемая в поток жидкости.