实验目的:
(1)观察和分析管道系统中水击现象的产生、传播与衰减过程,掌握水击压强的变化规律。
(2)通过虚拟仿真操作,培养学生对非恒定流问题的分析能力,避免高压实验的安全风险与设备损耗。
实验原理:
基于水力学非恒定流理论,虚拟模拟阀门突然关闭/开启时管道内压力波传播过程。学生需应用水击波速公式(c=√(K/ρ)/(1+(K/E)(D/e)))和儒科夫斯基公式(Δp=ρcΔv),分析压强变化与管道特性的关系。原理强调流体压缩性、管道弹性与惯性作用的耦合机制。
实验仪器:
三维管道系统模型(含水泵、阀门、调压罐)、压力传感器阵列、高速流场可视化系统、数据采集与处理模块。