一种小球循环的演示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种小球循环的演示装置，包括小球、风机、竖直管、回流管和环，所述风机的出风口连通在竖直管的下端，所述小球放置在竖直管内，所述回流管一端连通在竖直管侧面，另一端的出气口位于竖直管上端附近，所述竖直管安装有环，环位于竖直管与回流管连通处上端，所述环的内径大于小球，所述竖直管上端与回流管的出风口隔开一段距离，所述竖直管与回流管内径大小相等，所述环内径与竖直管内径比值在1:2‑3。本实用新型专利技术操作简单，能够在气流的推力和流体的伯努利定律共同作用下，实现小球的循环往复运动，便学生直观的了解流体的特性，流体力学的基本规律，流体对物体的作用效果，掌握理想流体的定常流动。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种在科教试验和娱乐活动中使用的装置。更具体地说，本技术涉及一种用于科教试验的小球循环的演示装置。
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·伯努利。伯努利定律的内容是：由不可压、理想流体沿流管作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，即：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。由于它是有限关系式，常用它来代替运动微分方程，因此在流体力学的理论研究中有重要意义。伯努利定律适用于包括气体在内的一切流体,是流体作稳定流动时的基本现象之一，反映出流体的压强与流速的关系，即流体的流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。但现有的教学过程中，多是结合飞机机翼、喷雾器、汽油发动机的汽化器等例子进行讲解，没有出现同时利用气流的推力和流体的伯努利定律的循环演示装置，也没有一台能够直观、生动的演示小球在气流作用下的循环演示装置，以便学生直观的了解流体的特性，流体力学的基本规律，流体对物体的作用效果，掌握理想流体的定常流动。如何设计出一款能够演示小球循环的装置，以便学生直观的了解流体的特性，流体力学的基本规律，流体对物体的作用效果，掌握理想流体的定常流动，这是急需解决的问题。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术的缺陷，公开了一种小球循环的演示装置。本技术的一个目的在于，设计出一种操作简单，能够在气流的推力和流体的伯努利定律共同作用下，实现小球的循环往复运动的演示装置。为了实现根据本技术的这些目的和其它优点，提供了一种小球循环的演示装置，包括：小球，其为质量很小的球体；风机，其内部的叶轮将机械能转换为气体动能，并将气流输送出去；竖直管，其将风机产生的气流竖直向上引出，所述风机的出风口连通在竖直管的下端，所述小球放置在竖直管内；回流管，其将风机产生的气流分流一部分至竖直管上端，所述回流管一端连通在竖直管侧面，另一端的出气口位于竖直管上端附近；环，其用于减小管内径，增大管内气体流速，所述竖直管安装有环，环位于竖直管与回流管连通处上端，所述环的内径大于小球；其中，所述竖直管上端与回流管的出风口隔开一段距离，所述竖直管与回流管内径大小相等，所述环内径与竖直管内径比值在1:2-3。优选的是，还包括：笼型罩，其上下为环形圆片，两圆片之间连接若干向外弯弧形条，所述笼型罩下端口连通固定在竖直管上端口，笼型罩上端口低于回流管的出气口，所述小球置于笼型罩内，笼型罩的圆片内孔大于小球。优选的是，所述竖直管和回流管均固定在背板上，背板垂直固定在展柜的上表面。优选的是，所述竖直管和回流管均通过固定环套固定连接在一起，固定环再通过螺丝固定在背板上，所述固定环上开设孔，孔的内径与竖直管、回流管外径大小相等。优选的是，所述固定环的固定端为平面，另一端为半圆形。优选的是，所述风机安装在展柜内部。本技术至少包括以下有益效果：由于小球下部受到竖直管中气流的向上推力，小球侧面受到回流管中气流作用，根据流体的伯努利定律可知，小球侧面受到与气流方向相反的压力，因此小球先被推送到竖直管上部漂浮，再在回流管中气流作用，产生与气流方向相反的压力，小球被压进回流管，沿着回流管回到竖直管中，如此在管中进行往复循环运动；由于笼型罩上下为环形圆片，两圆片之间连接若干向外弯弧形条，笼型罩下端口连通固定在竖直管上端口，因此笼型罩具有扰流防护作用，防止气流不稳导致泡沫球乱飞；由于固定环上开设孔，孔的内径与竖直管、回流管外径大小相等，管道插接在固定环内，固定环通过螺丝固定在背板上，固定环的固定端为平面，另一端为半圆形，因此管道安装简单、方便，固定环的固定端与背板贴合在一起，固定环与背板连接更加紧密、牢固，提高使用的安全性；由于风机采用离心风机，外接无极变速器，因此噪音极低，可实时调整风量大小，控制泡沫小球的高度；由于所有管道均采用防静电亚克力管道，因此避免了静电作用使小球附着在管道内壁，影响演示效果；由于背板安装在展柜上，因此展示效果好，便于产品的使用和推广。本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本技术的实施例中小球循环的演示装置的结构原理图；图2为本技术的实施例中固定环的整体结构示意图；图3为本技术的实施例中小球循环的演示装置的立体图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。图1至3示出了根据本技术的一种实现形式，其中包括：小球1，所述小球1为泡沫球，小球1放置在竖直管2内，竖直管2下端连通离心风机3出风口，所述竖直管2下部侧面连通回流管4一端，回流管4另一端的出气口位于竖直管2上端附近，所述竖直管2、离心风机3出风口、和回流管4可通过三通管连通管，所述竖直管2内同心安装有环5，环5位于竖直管2与回流管4连通处上端，所述环5的内径大于小球1，所述竖直管2上端与回流管4的出风口隔开一段距离，所述竖直管2与回流管4内径大小相等，所述环5内径大小为22mm，所述竖直管2和回流管4内径大小为55m。小球1用于循环演示的运动体；竖直管2用于传送竖直向上的气流，使得小球悬浮在空中；离心风机3为循环演示提供动力；回流管4用于传送小球的侧面气流，使得小球侧面受到回流管中气流作用，根据流体的伯努利定律可知，小球侧面受到与气流方向相反的压力；环5减小竖直管的内径，提高管中的气流速度。在这种技术方案中，小球下部受到竖直管中气流的向上推力，小球侧面受到回流管中气流作用，根据流体的伯努利定律可知，小球侧面受到与气流方向相反的压力，小球先被推送到竖直管上部漂浮，再在回流管中气流作用，产生与气流方向相反的压力，小球被压进回流管，沿着回流管回到竖直管中，如此在管中进行往复循环运动。上述方案中的风机的一种实现方式为：上述的风机采用离心风机3，外接无极变速器。采用这种方案具有噪音极低，可实时调整风量大小，控制泡沫小球的高度的有利之处。上述方案中的管道的一种实现方式为：上述的管道均采用防静电亚克力管道。采用这种方案具有避免了静电作用使小球附着在管道内壁，影响演示效果的有利之处。在另一种实例中，所述竖直管2上端口连通笼型罩6，笼型罩6上下为环形圆片，两圆片之间连接若干向外弯弧形条。因此采用这种方案具有扰流防护作用，防止气流不稳导致泡沫球乱飞的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在另一种实例中，所述固定环7上开设孔8，孔8的内径与竖直管2、回流管4外径大小相等，管道插接在固定环7内，固定环7通过螺丝固定在背板9上，固定环7的固定端为平面，另一端为半圆形。采用这种方案具有管道安装简单、方便，固定环的固定端与背板贴合在一起，固定环与背板连接更加紧密、牢固，提高使用的安全性的有利之处。并且，这种方式只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在另一种实例中，所述背板9安装在展柜10上。采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小球循环的演示装置，其特征在于，包括：小球，其为质量很小的球体；风机，其内部的叶轮将机械能转换为气体动能，并将气流输送出去；竖直管，其将风机产生的气流竖直向上引出，所述风机的出风口连通在竖直管的下端，所述小球放置在竖直管内；回流管，其将风机产生的气流分流一部分至竖直管上端，所述回流管一端连通在竖直管侧面，另一端的出气口位于竖直管上端附近；环，其用于减小管内径，增大管内气体流速，所述竖直管安装有环，环位于竖直管与回流管连通处上端，所述环的内径大于小球；其中，所述竖直管上端与回流管的出风口隔开一段距离，所述竖直管与回流管内径大小相等，所述环内径与竖直管内径比值在1:2‑3。

【技术特征摘要】
1.一种小球循环的演示装置，其特征在于，包括：小球，其为质量很小的球体；风机，其内部的叶轮将机械能转换为气体动能，并将气流输送出去；竖直管，其将风机产生的气流竖直向上引出，所述风机的出风口连通在竖直管的下端，所述小球放置在竖直管内；回流管，其将风机产生的气流分流一部分至竖直管上端，所述回流管一端连通在竖直管侧面，另一端的出气口位于竖直管上端附近；环，其用于减小管内径，增大管内气体流速，所述竖直管安装有环，环位于竖直管与回流管连通处上端，所述环的内径大于小球；其中，所述竖直管上端与回流管的出风口隔开一段距离，所述竖直管与回流管内径大小相等，所述环内径与竖直管内径比值在1:2-3。2.如权利要求1所述的小球循环的演示装置，其特征在于，还包括：笼型罩，其上...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁劲鹏，李健，王天翔，
申请(专利权)人：江苏华明科教设备有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32