專利名稱：模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡
背景技術(shù)：
當(dāng)流道中水流局部壓力低于汽化壓力時(shí)，將會(huì)發(fā)生空化現(xiàn)象。目前仍需采用人工目測(cè)的方法判斷轉(zhuǎn)輪葉片是否產(chǎn)生空化。傳統(tǒng)的觀測(cè)方法如

圖1所示，觀測(cè)者6 直接通過透明錐管2進(jìn)行觀察。由于轉(zhuǎn)輪葉片1位于透明錐管2的上部，觀測(cè)者6需要在透明錐管2下端大角度仰視才能看到轉(zhuǎn)輪葉片1，這樣不僅增加了觀測(cè)者的工作難度，同時(shí)也會(huì)因仰視角度的不同導(dǎo)致觀測(cè)結(jié)果的差異，從而直接影響到對(duì)水輪機(jī)性能的判斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、便于觀測(cè)者觀察、減小工作強(qiáng)度的模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡。本發(fā)明的技術(shù)方案具體描述如下一種模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡，轉(zhuǎn)輪葉片位于透明錐管的上部，兩塊三角形透明側(cè)板連同一塊梯形透明觀察板與透明錐管外側(cè)構(gòu)成一個(gè)下端封閉的模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡，模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡中充滿水。本發(fā)明工作原理光線經(jīng)過水、透明固體介質(zhì)和空氣的交界面時(shí)會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，其傳播方向會(huì)發(fā)生改變。觀測(cè)者處的光線通過透明觀察板進(jìn)入注滿水的水透鏡中，光線在觀察板與水之間發(fā)生折射，光線傳播方向發(fā)生改變。傳播方向發(fā)生改變的光線進(jìn)入透明錐管中，光線在水與透明錐管之間再次發(fā)生折射，光線傳播方向再次發(fā)生改變。 透明錐管中充滿水，再次改變傳播方向的光線從透明錐管中進(jìn)入到水中，發(fā)生第三次發(fā)生折射，光線傳播方向第三次發(fā)生改變。光線在轉(zhuǎn)輪葉片處發(fā)生反射，其反射光路與上述入射光路相同。據(jù)此，觀察者即可通過水透鏡平視觀察到高于其觀察位置的轉(zhuǎn)輪葉片。圖1觀察模型水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片常規(guī)結(jié)構(gòu)方案的光路2本發(fā)明提出的模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡的光路3本發(fā)明提出的模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡的結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施例方式如圖2所示，一種模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡，轉(zhuǎn)輪葉片1位于透明錐管2的上部，兩塊三角形透明側(cè)板5連同一塊梯形透明觀察板4與透明錐管2外側(cè)構(gòu)成一個(gè)下端封閉的模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡3，模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡3中充滿水。如圖3所示， 觀察板4與透明錐管2外壁之間的夾角、可以通過以下方程求得
,_ (Z3 - A)sin χ . . ο 0 . sin(7 + ^-90°). r .. ,1.49
h = (D + —^——-———)tan(7 + 廠-90。- arcsin ------) + L1 sin β tan arcsin(-
sin(p + 7)sin β1.331.33
.. .sin(7 + ^-90°).. r . ηοΛΟ fl、+ . sin(7 + ^-90°) sin(7 - arcsin ~ ' ^ ^--)) + L2 sin(l 80。- χ - ") tan arcsin ~ '^--式中h表示葉片1上被觀測(cè)點(diǎn)到觀測(cè)者6平視視線的垂直距離；β表示透明錐管2外壁與水平面的夾角(銳角)；D表示轉(zhuǎn)輪直徑；L1表示透明錐管2的壁厚；
3
L2表示透明觀察板4的厚度；L3表示轉(zhuǎn)輪葉片1上被觀測(cè)點(diǎn)到透明觀察板4與透明錐管2外壁交點(diǎn)處水平線的
垂直距離。上述公式中僅有透明觀察板4與透明錐管2外壁之間的夾角Y為未知數(shù)，其他均為已知量。通過插值的方法可以準(zhǔn)確地計(jì)算出透明觀察板4與透明錐管2外壁之間的夾角 Y，從而保證觀測(cè)者6平視即可由水透鏡3觀察到高于其觀察位置的轉(zhuǎn)輪葉片1。圖2為本發(fā)明提出的模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡的光路圖。水透鏡3中注滿水。 通過合理選擇透明觀察板4與透明錐管2外壁之間的夾角Y，觀測(cè)者6平視即可由水透鏡 3觀察到高于其觀察位置的轉(zhuǎn)輪葉片1。
權(quán)利要求
1.一種模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡，其特征是轉(zhuǎn)輪葉片⑴位于透明錐管(2)的上部，兩塊三角形透明側(cè)板( 連同一塊梯形透明觀察板(4)與透明錐管( 外側(cè)構(gòu)成一個(gè)下端封閉的模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡(3)，模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡(3)中充滿水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡，其特征是觀察板(4)與透明錐管( 外壁之間的夾角Y可以通過以下方程求得
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模型水輪機(jī)透明錐管水透鏡，通過在透明錐管上加裝由側(cè)板和觀察板構(gòu)成的水透鏡，利用光線的多次折射，實(shí)現(xiàn)了滿足觀測(cè)者平視即可對(duì)轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)行觀察的光路要求。采用本發(fā)明所述的水透鏡使觀測(cè)者不需要大角度仰視，只需平視就能清晰觀察到高于其觀察位置的水輪機(jī)模型轉(zhuǎn)輪葉片，降低了觀測(cè)者的工作難度。
文檔編號(hào)F03B11/00GK102367779SQ201110302019
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者劉永新, 張瑋, 苗雁, 覃大清, 趙越, 問海洋, 黎輝 申請(qǐng)人:哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司