Bauanleitung für tragbaren Wassertunnel: 18 Schritte

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Dies dient als Anleitung zum richtigen Bau eines Wassertunnels für PIV-Anwendungen. Zu den Merkmalen des Wassertunnels gehören:

• Sichtbarer Testabschnitt
• Stabiler Wasserfluss, der mit einem Controller eingestellt werden kann
• Strömungsgleichrichter

Das Design des Wassertunnels lässt sich in vier Teilsysteme unterteilen:

RohrleitungenUmfasst die PVC-Rohrleitungen und Winkelstücke. So wird das Wasser von der Pumpe zur Messstrecke transportiert.

Reservoir Enthält die Pumpe und den Eimer, in dem das Wasser gehalten wird. Wasser wird zum und vom Reservoir geliefert.

TestbereichHier wird der Fluss analysiert und untersucht. Dazu gehören ein Düsen-/Diffusor-System sowie ein Strömungsgleichrichter. Die Teststrecke ist von allen Seiten sichtbar und enthält 3D-gedruckte geometrische Einsätze, die ausgetauscht werden können, um verschiedene Strömungsarten zu modellieren.

BaseThis fungiert als Unterstützung für den gesamten Build. Es besteht aus Faserplatten und 2x4 Holz.

Schritt 1: Materialliste

Beim Bau des Wassertunnels sind folgende Materialien zu verwenden:

Teilsystem 1: Rohrleitungen

• 5 Fuß PVC-Rohrleitung mit Nenndurchmesser von Schedule 40, 2,0 Zoll, DWV glattes Ende
• Drei PVC-Ellbogen mit 2,0" Durchmesser

Subsystem 2: Reservoir

• Tauchpumpe
• 25 qt Plastikeimer mit Deckel
• Variabler Drehzahlregler für Pumpe (Koi-Teich-Pumpenregler)

Subsystem 3: Testabschnitt

Ein 36" x 46" x 0,093" Blatt Acryl

Subsystem 4: Basis

• Zwei 2" x 4" x 10' Holzstücke
• Ein 7/16 "x 48" x 8' orientiertes Strandbrett
• Hangargurte aus perforiertem Metall

Sonstig

• 16 Unzen Hochleistungs-PVC-Zement
• 1 US-Gallone Aceton
• Schleifpapier mit feiner Körnung
• 50 2" Nägel

Zu verwendende Werkzeuge:

• Säbelsäge (SAWZALL)
• Tischsäge
• Hammer
• 3D Drucker

Schritt 2: Subsystem 1: Rohrleitungen

Schritt 3: PVC und Acryl schneiden

Schneiden Sie drei Stücke PVC mit 2,0" Nenndurchmesser zu:

• Eine 14" Länge.
• Zwei 12" Länge.

Schritt 4: PVC zusammenkleben

1. Kanten von PVC mit feinkörnigem Schleifpapier vorbereiten.
2. PVC-Kleber auf die PVC-Enden auftragen (Stellen Sie sicher, dass der Bereich sauber ist).
3. Verbinden Sie die Winkelstücke mit einem Ende jeder PVC-Länge. 24 Stunden ruhen lassen.
4. Verbinden Sie PVC-Rohrbogen-Systeme miteinander. 24 Stunden ruhen lassen.

Schritt 5: Wasserdichte 3D-gedruckte Materialien mit Epoxy

1. 3D-gedruckte Materialien mit Aceton reinigen und vorbereiten.
2. Innenfläche mit einer gleichmäßigen Epoxidschicht beschichten.

Schritt 6: Subsystem 2: Reservoir

Schritt 7: Rohrleitung im Reservoir installieren

1. Bohren Sie ein Loch mit einem Durchmesser von 2,375" (Außendurchmesser für 2,0" Nennsched 40) in den Eimer, um die aus dem Behälter austretenden Rohrleitungen aufzunehmen. Dadurch wird Wasser vom Reservoir zur Teststrecke transportiert.
2. Rohrleitung in Bohrloch einführen.
3. Öffnung mit Epoxid versiegeln.

Schritt 8: Integrieren Sie die Pumpe in die Baugruppe

1. Pumpe in Eimer stellen.
2. Schließen Sie den Drehzahlregler an die Pumpe an.

Schritt 9: Subsystem 3: Testabschnitt

Schritt 10: Acryl für den Testabschnitt schneiden und vorbereiten

1. Verwenden der Tischkreissäge:
2. Machen Sie Kerben im Ende des Acryls, um die Montage zu ermöglichen.
3. Schleifen Sie die Kanten von Acryl mit feinem Schleifpapier, um den Kleber aufzunehmen.

Schritt 11: Fließglätter entwerfen und drucken

1. Entwerfen Sie einen Fließglätter mit der SolidWorks-Software (.stl-CAD-Datei ist beigefügt).
2. Drucken Sie mit einem 3D-Drucker mit einer Füllung von etwa 15 %.
3. Entfernen Sie Unvollkommenheiten von der Oberfläche mit feinkörnigem Schleifpapier und einem scharfen Messer.

Schritt 12: Düsen-/Diffusor-Baugruppe entwerfen und drucken

1. Entwerfen Sie eine Düse/einen Diffusor mit der SolidWorks-Software (.stl-Datei ist angehängt).
2. Drucken Sie mit einem 3D-Drucker mit einer Füllung von etwa 20 %.
3. Entfernen Sie Unvollkommenheiten von der Oberfläche mit feinkörnigem Schleifpapier und einem scharfen Messer.
4. Beschichten Sie schwere Unvollkommenheiten mit Aceton

Schritt 13: Komplette Testabschnittsmontage

1. Klebstoff auf die Innenkanten der Düse auftragen.
2. Strömungsgleichrichter in Düse einrasten. Kleber trocknen lassen. Mit Epoxid versiegeln.
3. Klebstoff auf die Unterkante der (neu montierten) Düsen-/Strömungsgleichrichter-Baugruppe auftragen.
4. Acrylglas in die Basis der Düsen-/Strömungsgleichrichter-Baugruppe einrasten lassen. Kleber trocknen lassen. Mit Epoxid versiegeln.
5. Wiederholen Sie die Schritte 3-4 für die verbleibenden zwei Seiten des Testabschnitts.
6. Kanten der Teststrecke aneinander kleben. Bedecken Sie alle Kanten nach dem Trocknen mit Epoxid.
7. Kleber auf die Innenkanten des Diffusors auftragen.
8. Messstrecke in Diffusor einrasten. Kleber trocknen lassen. Mit Epoxid versiegeln.

Schritt 14: Geometrische Einsätze entwerfen und drucken

1. Entwerfen Sie die gewünschten geometrischen Einsätze mit der SolidWorks Software (Achten Sie darauf, dass Sie den Einsatz drucken, nachdem Sie Ihren geklebten Testabschnitt gemessen haben, damit er richtig passt).
2. Unser Design beinhaltete zwei geklebte Stützen (in Beige vom Bild) zum Testabschnitt mit einer bedruckbaren Einlage, die durch Verdrehen/Einrasten angebracht wird (.stl-Designdateien sind angehängt).
3. Geometrische Einsätze mit 3D-Drucker drucken.

Schritt 15: 3D-gedruckte geometrische Einsätze in den Testabschnitt installieren

1. Kleben Sie den weiblichen Schnappverschluss mit einem Durchmesser von 1/2" auf die Innenseite des Testabschnitts. Lassen Sie ihn 24 Stunden lang sitzen
2. Installieren Sie den geometrischen Einsatz in das weibliche Befestigungselement.

Schritt 16: Subsystem 4: Basis

Schritt 17: Holz für die Basis schneiden

• Schneiden Sie Abschnitte der Faserplatte ab, um Rohr- und Pumpenbaugruppen als Montagefläche zu unterstützen.
• Schneiden Sie Abschnitte aus 2x4 Holz, um Rohr- und Pumpenbaugruppen als Basis zu unterstützen.
• Machen Sie schräge Schnitte, um zusätzliche Unterstützung zu bieten.
• 2x4 Holzstücke zusammennageln.
• Schneiden Sie Abschnitte aus 2x4 Holz, die als zusätzliche Stützen verwendet werden.

Schritt 18: Komplette Montage

Füllen Sie den Eimer mit Wasser und schalten Sie die Steuerung/Pumpe ein und das Wasser läuft durch. Ein System zum einfachen Entfernen des Wassers aus dem Eimer kann optimal sein.