一、工作條件

常溫、常壓下運行,電源電壓AC220V、1500W。

二、實驗目的

1、掌握三點法、四點法測量局部水頭損失及局部阻力系數(shù)的技能；

2、觀察管道突擴和突縮部分測壓管水頭變化，加深對局部阻力損失機理的理解；

3、通過對圓管突擴局部阻力系數(shù)的理論公式和突縮局部阻力系數(shù)的經(jīng)驗公式的實驗驗證與分析，熟悉用理論分析法和經(jīng)驗法建立函數(shù)式的途。

三、技術(shù)參數(shù)

1.具備工業(yè)級高安全性的PLC+觸摸屏+嵌入式實驗專用軟件一體的現(xiàn)代量測控制實驗系統(tǒng)。實驗流量、6支測壓管水頭值電測巡檢數(shù)顯與手測功能并存，傳統(tǒng)和現(xiàn)代測量技術(shù)融合一體；實驗內(nèi)容多功能；定量測量實驗——突擴與突縮局部水頭損失及損失系數(shù)；定性分析實驗——局部阻力測量的三點法、四點法的方法比較；

2.實驗系統(tǒng)配置簡約化集成設計的工業(yè)級PLC觸摸屏系統(tǒng)作為實驗專用數(shù)字巡檢測控儀，所有電子測控模塊（包括220v轉(zhuǎn)直流的多路穩(wěn)壓電源、壓力傳感器、氣閥、氣泵和PLC觸摸屏系統(tǒng)等）集成化設計的測控箱1個，要求測控箱體尺寸長35cm、寬23cm、高18cm，并按照小型化觸摸屏斜面朝上的人體工學設計，要求測控箱除總電源一鍵安全開關(guān)外，無硬件旋鈕、開關(guān)。

3.PLC觸摸屏具備10英寸高清1024×600像素TFT真彩色LCD、工業(yè)級觸摸屏，與PLC主板內(nèi)部電路一體化連接，無機身外多余外接通訊線，測控顯示更安全可靠。

4.PLC系統(tǒng)配置測控模塊：包括軟件控制自動加水測壓筒模塊；流量智能電控調(diào)節(jié)閥及控制模塊；高精密傳感器測控模塊（經(jīng)標定測量精度1%FS）。連接有8通道模擬量輸入（6通道測壓管水頭數(shù)據(jù)、實時流量數(shù)據(jù)與零點校準）和2路數(shù)字量輸入（流量調(diào)節(jié)電動閥開和關(guān)限位），可巡回電測實時數(shù)顯測控模塊（各參數(shù)測量數(shù)顯精度為1%FS）。

5.具備流量和壓差的滿度自動校準功能，電測系統(tǒng)長期使用不會漂移。具備6路測壓管水頭、實時流量數(shù)據(jù)單點或巡回數(shù)字化測控顯示功能，水泵啟停、閥門流量調(diào)節(jié)、測壓管電控排氣等PLC觸摸式開關(guān)控制功能；實驗結(jié)束時的自動打氣排水保潔功能。PLC屏系統(tǒng)具備故障診斷模塊，能診斷閥門故障和傳感器故障并排除。

6.PLC嵌入式局部阻力綜合實驗測控軟件配置動態(tài)可視化全虛擬仿真人機交互動畫界面，并能與實體實驗儀虛實聯(lián)動，動畫仿真：具備3D仿真顯示的水泵，帶水位窗的下儲水箱、恒壓供水箱、變管徑實驗管道、與6路測壓點連接軟管組合成的排式液氣轉(zhuǎn)化測壓筒和排式測壓管、電控閥門、接水漏斗、回水循環(huán)管道等完整局部阻力實驗自循環(huán)裝置全仿真結(jié)構(gòu)。并能仿真顯示恒壓供水箱、液氣轉(zhuǎn)化測壓筒水位變化動畫，實驗管水流、出流動畫，及在實際測量數(shù)據(jù)支持下的6路測壓管水柱真實變化動畫。

7.配有帶巡回電測數(shù)顯的排式多管測壓裝置且該多測壓管測壓計可以自動排氣：排式多管測壓計電測參考零點基準面誤差小于0.5毫米，可自動對測壓計的各測壓管排氣排水。

8.配有探究型實驗用可拆換的3D打印不低于4個的閥串聯(lián)管，管內(nèi)徑1cm，可進行閥的正向和逆向局部水頭探究創(chuàng)新實驗。

9.配套專用實驗桌，實木環(huán)保板材（非中纖板、密度板）；自循環(huán)供水系統(tǒng)，水泵采用全封閉防水絕緣安全外殼，抗腐蝕機芯，安全耐用，（水泵流量和揚程滿足上水箱溢流的恒壓穩(wěn)流供水）。電動控制流量調(diào)節(jié)閥，有機玻璃蓄水箱與恒壓供水器；配置安全輔助關(guān)機自動延時排水保潔模塊。

10.提供多用戶登陸賬號，可使用配套的云平臺流體力學實驗數(shù)據(jù)處理軟件；配套出版的實驗教材、理論教材和科普拓展教材提供實驗報告測試樣本。

11.提供多用戶登陸賬號，可使用配套的基于WEB云平臺的局部阻力綜合實驗虛擬仿真CAI，能仿真帶鏡面反射校準的測壓管標尺讀數(shù)測量操作，3點1線鏡面反射校準的人眼測量；能以虛補實的進行拓展探究實驗，修改3段串聯(lián)的突擴突縮段管徑管徑，實驗裝置圖形仿真變化顯示，實驗數(shù)據(jù)、測壓管液位也能仿真變化。

12.PLC測控箱配置有無線wifi模塊和3倍以上5G光學變焦無線wifi攝像頭。無需網(wǎng)絡布線，可以通過無線WIFI連接路由并入校園網(wǎng)，配有電腦端流體力學遠程控制實驗軟件，能與現(xiàn)場PLC觸摸屏AR軟件同步人機測控交互界面，遠程完成全部實驗設備的控制測量實驗全過程，并配有集成的可光學變焦縮放、云臺控制的遠程攝像實驗監(jiān)控窗口。同時系統(tǒng)還支持一機多用戶登錄，操作員和觀察員權(quán)限自動切換，教師遠程實驗操作演示時，學生多用戶能自動按觀察員權(quán)限同步登錄觀察。遠程端配置數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及控制終端(內(nèi)存大于等于32G，存儲大于等于1T）。

13.配備遠程控制實驗云服務管理系統(tǒng)，學生可以上傳遠程實驗后的實驗報告，教師能統(tǒng)計學生的遠程實驗操作機時，查看學生實驗報告，給出遠程實驗成績。

14.測控箱配置有USB口，具備U盤數(shù)據(jù)存儲功能?，F(xiàn)場實驗時，能將實驗測量數(shù)據(jù)以Excel文件導入到U盤中保存，方便學生帶回去進行實驗數(shù)據(jù)處理分析。

15.電源管理模塊，采用電子開關(guān)響應速度快，可頻繁操作，通過電流40A，使用壽命100000次，設備支持三種協(xié)議通訊方式（RS485、Modbus協(xié)議以及EC-NET非輪巡總線協(xié)議），溫度/過壓/欠壓/電流功率過大安全警報，在觸發(fā)自動分斷前，可預視異常狀態(tài)，先行發(fā)出警報，如情況出現(xiàn)惡化，電器器件再自動斷開，具備遠程控制操作，可支持在線訪問以及離線訪問雙系統(tǒng)應用，系統(tǒng)支持第三方控制接口，可支持第三方管控設備，同時支持觸發(fā)警報通信告知第三方設備現(xiàn)場出現(xiàn)故障，可與現(xiàn)有管理平臺數(shù)據(jù)互通。