气体流速与压强关系演示仪制造技术

本发明专利技术公开了一种气体流速与压强关系演示仪，设置一底座（10），在底座上平行安装两块隔有距离的立板，在两立板之间安装风扇叶轮，叶轮轴（1）两端支撑在两立板上所开的通孔内，其中一端与一个安装在立板上可调速的电动机（2）相连，在另一立板的正面安装有一组微小压强计（8），微小压强计的U形管固定在板面上，板面上刻有刻度尺，微小压强计的探头或压强传感器安装在一板面上设置的滑槽（15）内，滑槽为与背面相通的通孔，各个探头位置可调，感受不同位置的风速。本发明专利技术让学生形象地感受到流体中流速与压强的关系，从而更好地理解伯努利定律。

【技术实现步骤摘要】
气体流速与压强关系演示仪
本专利技术一般涉及一种物理实验装置，特别是定量探究和演示气体流速与压强关系以及伯努利方程的实验装置。
技术介绍
在一个流体系统，如气流、水流中，流速越快，流体产生的压力就越小，这就是被称为流体力学之父的丹尼尔ž伯努利定律。伯努利定律的内容是：由不可压、理想流体沿流管定常流动时的伯努利定律知，流动速度增加，流体的静压将减小；反之，流动速度减小，流体的静压将增加。其实质是流体的机械能守恒，既：动能+重力势能+压力势能=常数。伯努利定律在水力学和应用流体力学中有着广泛的应用，也是学生学习物理知识需要重点了解和掌握的重要内容。在新编义务教育物理课程标准（2012年2月颁布）中指出：“了解流体流速与压强的关系及其在生活中的应用”。探究流体流速与压强的关系是初中物理教学内容，但一直没有专用演示和探究流速与压强的关系的专用仪器，目前的定性的产品很少，且演示内容单一，导致刚接触物理学的中学生无法对基础物理知识清晰易懂地掌握，再加上物理上的一些理论性概念，若不加以解说分析，很难让那些初学物理的初中学生理解，从而使大部分的学生们丧失学习兴趣。在现有技术中，有关研究气体压强与流速关系的实验装置较多，其中的典型实验装置是：将玻璃管的左右两侧加工成一侧粗、一侧细的形状，在玻璃管下方连接U形管，在U形管内装入有色液体。当向玻璃管吹如气流时，细管内的气流速度明显较快，同时观察到与细管连通的U形管一侧内的液面上升，说明流速较快的气体对下方液面的压强较小；于此同时也观察到与粗管连通的U形管另一侧内的液面下降，说明流速较慢的气体对下方液面的压强较大，从而说明气体压强与流速的关系：对于流动的气体，在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。上诉实验装置的缺点是：玻璃管各处的粗细大小固定不变，当吹如一定流速的气体时，粗管内与细管内的流速之比不能改变，也就是在实验过程中，粗管内与细管内的流速只能随着外加气流流速的增大而增大，随着外加气流流速的减小而减小，即使多次实验，每次得到的仅仅是尺度基本相同的实验现象，具体表现为U形管两侧液面的高度差基本相同，导致实验现象的说服力很差，这是导致学生对气体压强与流速的关系认识不深刻，理解不到位的主要原因。在已有的专利CN202662196中，实验装置的结构与典型气体压强与流速关系的实验装置类似，只是该专利技术将流体由气体变为了液体，通过水泵带动流体循环，该专利技术的缺点与典型气体压强与流速关系的实验装置基本上是一样的。在专利CN204946437U中为了探究气体压强与流速关系，所采用的实验装置包括平放的透明管、两端连接在透明管同侧的U形管以及支架。该专利技术的主要改进在于可以通过压条挤压套在透明管上的薄膜来改变透明管的截面大小从而改变管内流体流速的大小，但它只能对比流速不同的地方气体的压强不相同，而不能测得不同流速下气体的压强值，另外，通过压条挤压套在透明管上的薄膜来改变透明管的截面大小也非常有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能克服公知技术缺点的物理实验装置，所述装置能定量及形象的探究和演示流体压强与流体速度及伯努利方程的关系，提高学生的学习兴趣。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：设置一底座，在底座上平行安装两块隔有距离的立板，在两立板之间安装风扇叶轮，叶轮轴两端支撑在两立板上所开的通孔内，其中一端与一个安装在立板上可调速的电动机相连，在另一立板的正面安装有一组微小压强计，微小压强计的U形管固定在板面上，板面上刻有刻度尺，微小压强计的探头或压强传感器安装在一板面上设置的滑槽内，滑槽为与背面相通的通孔，各个探头位置可调，感受不同位置的风速。采用上述方案，通过实验学生可以形象地感受到流体中流速与压强的关系，从而更好地理解伯努利定律，实现了本专利技术的目的。下面结合图示及实施例对方案作更详细的说明。附图说明图1为气体流速与压强关系演示仪的主视图；图2为图1的侧视图；图3为图1的俯视图；图4为图2中A向视图。图示中编号：1、叶轮支撑轴，2、调速直流电机，3、叶轮盘，4、叶轮片，5、左支撑板，6、乳胶管，7、固定夹，8、微小压强计，9、刻度尺，10、底座，11、右支撑板，12、轴承，13、调速器，14、直流电源，15、水平滑槽。具体实施方式如图1及图2所示，所示演示仪由底座10支撑两立板，包括左支撑板5，右支撑板11，两块板上有孔支持一叶轮支撑轴1，轴的一端与一个调速直流电机2相连，控制叶轮盘3转动，叶轮盘上分布有一组叶轮片4，叶轮盘3转动时产生风力，左支撑板5的正面装有一组微小压强计8，微小压强计的u形管用固定夹7固定在板面上，板面上刻有刻度尺9，观察u形管内的颜色液体的液面，以度量压强值，U形管的一端连有乳胶管6，上连有微小压强计的测量头或压强传感器的探头，所述的测量头或探头安装在一个水平滑槽15内，可在槽内滑动调节位置，滑槽为与背面相通的通孔，使测量头或探头接触叶轮片4产生的风，感受不同位置的风速所带来的压强，所述压强形成的压力改变u形管内的液面读数。或改变电机转速就可测出同一位置下不同流速所对应的气体压强，通过实验数据找到气体压强与流速的定量关系。或保持电机的转速不变而改变微小压强计的测量头或压强传感器的探头位置，探究叶轮的位置不同气体的流速与压强的关系，进一步验证流速与压强关系及伯努利方程，让学生理解流速与压强关系，容易理解伯努利定律，使教学的效果更好。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体流速与压强关系演示仪，设置一底座（10），在底座上平行安装两块隔有距离的立板，在两立板之间安装风扇叶轮，叶轮轴（1）两端支撑在两立板上所开的通孔内，其中一端与一个安装在立板上可调速的电动机（2）相连，在另一立板的正面安装有一组微小压强计（8），微小压强计的U形管固定在板面上，板面上刻有刻度尺，微小压强计的探头或压强传感器安装在一板面上设置的滑槽（15）内，滑槽为与背面相通的通孔，各个探头位置可调，感受不同位置的风速。

【技术特征摘要】
1.一种气体流速与压强关系演示仪，设置一底座（10），在底座上平行安装两块隔有距离的立板，在两立板之间安装风扇叶轮，叶轮轴（1）两端支撑在两立板上所开的通孔内，其中一端与一个安装在立板上可调速的电动机（2）相连，在另...

【专利技术属性】
技术研发人员：代伟，罗洁，曹彪，
申请(专利权)人：西华师范大学，
类型：发明
国别省市：四川,51