综合流体力学实验装置简介

前言：

  流体包括液体和气体，具有易流动和不能保持一定形状的特性（与固体相比）。流体和固体在宏观表象上的差别是因为构成物质的内部微观结构、分子热运动和分子间的作用力不同造成的。一定体积下，流体分子数目少，分子间作用力小，分子的无规则热运动强烈，故易流动。
  流体力学的研究方法有三种：实验、理论分析、数值方法，三者相辅相成，相互促进。采用实验直观地看流体流动原理。

装置介绍：

  1、本装置能够测定直管层流阻力系数λ与Re的关系；
  2、本装置能够测定直管湍流阻力系数λ与Re的关系；
  3、本装置能够测定突缩管局部阻力系数ζ与Re的关系；
  4、本装置能够测定阀门局部阻力系数ζ与Re的关系；
  5、本装置能够测定孔板流量计的流量系数C0及压力损失；
  6、本装置能够测定文丘里流量计的流量系数CV及压力损失；
  7、本装置能够使用采用体积法标定流量计的方法
  8、本装置能够测定单级离心泵在固定转速下的性能曲线；
  9、本装置能够测定高阻和低阻管路性能曲线；

装置功能：

  *1、装置具有专业性，能够贴合教学大纲，设计满足工程教育认证要求的教学内容：学生能够通过此综合装置学习相对细管、相对粗管、粗糙细管、粗糙粗管、层流管、局部阀门、突缩管、孔板流量计、文丘里流量计、离心泵性能曲线、管路性能曲线、倒U型管压差计、体积法流量计等不低于13个教学知识点。
  *2、此综合装置具体随意组合功能，被测管路可拆卸，并且能够简单手动更换；实验装置要充分体现开放性，通过实验过程可训练学生实验动手能力，活跃创新思维，强化实验设计和开发意识，提高研究能力；
   3、装置能测定粗糙直管、光滑直管阻力系数λ与Re的关系；
   4、装置能测定层流状态下直管阻力系数λ与Re的关系；
   5、装置能测定突缩管局部阻力系数及阀门局部阻力系数ζ与Re的关系；
   6、装置能测定孔板流量计的流量系数C0和文丘里流量计的流量系数CV及与雷诺准数的关系；
   7、装置能测定孔板流量计、文丘里流量计压力损失
   8、装置包含高位水槽、倒U型管压差计、体积法流量计校核
   9、装置能测定离心泵的性能曲线、管路性能曲线；
   10、装置包含丰富的教学方式，设备可通过手机扫描装置的二维码，观看实验演示动画，预习实验内容，要求现场演示；
    10.1、动画内容能够多角度呈现综合流体集直管阻力系数测定、流量计标定、离心泵特性曲线测定、管路特性曲线测定多种功能于一体的综合化实验装置，同时采用虚拟动画模式模拟再现流体在不同管道的流动状态
  *11、装置能实现虚实结合，应用WEBGL技术实现网页版在线教学系统，方便学生在任何能上网的地方即可随时访问。要求能提供演示账号，现场展示。
    11.1、网页实时访问实现远程理论学习、考试及3D仿真实践模拟操作、测试，学习成效以信息化模式实时反馈，实现教学与学习的智能化。
    11.2、学生可通过此在线教学系统学习直管阻力系数λ、局部阻力系数ζ及流量计孔流系数C的测定方法，并作出各阻力系数与Re的关系；学习离心泵性能曲线及管路性能曲线测定方法，学会计算不同管路状态的最佳操作点。学生能根据实验结果与基础知识的结合，培养学生养成通过设计实验、分析与解释数据、通过信息综合得到合理有效结论的学习习惯，综合提高学生研究能力和解决复杂工程问题的能力。
    11.3、装置能实现虚实结合：学生通过电脑登陆，进行离心泵1:1 3D设备模型认知、加强对离心泵结构和原理的学习。模拟过程熟练掌握综合流体模块化拆装的操作，模拟考试成绩和理论考试成绩可根据不同的权重计入学生总成绩。通过3d模型的操作练习可提高学生自主学习的兴趣，培养学生终身学习的能力。
   12、装置具有物联互通性：智能3D虚拟系统平台：实现与在线教学系统共享实验装置3D模拟资源，可在无网络环境进行3D模拟练习，智能判断3D模拟版本，在线完成版本升级，模拟操作成绩可同步至在线教学系统账号，实现在线教、学、练、考一体化。
   13、设备配套软件可进行网上题库建立，试卷制作及考试成绩统计。老师可网上分类别建立题库，试卷自动生成，可自主选择试卷题型如选择题，判断题等，自主设置题型权重及分值，考试成绩自动统计.
   14、要求装置采用工业一体机进行控制和数据显示，让学生提前接触工业控制相关知识，装置要能充分体现先进性，锻炼学生使用现代化工具的能力。
   *15、MES（实验信息管理系统）有如下功能：

    15.1、通过高速无线局域网场景搭建，利用工业组态软件ODBC数据包转储技术；采用分布式部署数据库保障单设备运行的稳定性，采用应用服务和数据服务分离技术，实时数据并发传输不会造成独占阻塞。客户端APP和服务器端API采用读写分离技术避免数据库服务阻塞，基于Android平台开发移动端综合监测App。配套移动端综合监测平台软件， 
    15.2、网络架构采用集群与分布式逻辑架构；实现多网络接入切换、多服务器自由切换，同时连接多种实验装置，根据需要自由切换当前监测装置，可自由切换多种实验项目， 
    15.3、与装置现场的操作界面及记录数据实时同步显示，
    15.4、可实现装置报警同步提示，要求描述具体构建方案。