CN200997202Y - 屏风式二元流动演示仪 - Google Patents

Abstract

一种屏风式二元流动演示仪，其特征在于：包括透明演示屏幕、水箱、水泵、水管、文丘利管、稳压腔、回流水道、电机控制器；将两块透明演示屏幕平行、对称地安装在水箱上，中间留有空隙，顶端密封，电机控制器安装在水箱上，水箱内安装有水泵和稳压腔，稳压腔与两透明演示屏幕间的腔体入口相连，水泵通过电机控制器控制，水泵连接水管，水管与稳压腔连接，水管上安装有文丘利管，文丘利管上打有静压孔，两透明演示屏幕形成的腔体内两侧分别有回流水道。本实用新型结构简单，自动循环，成本较低，适合前后两面观看，配合演示仪中的立体图案能形象生动的演示气流或水流的运动状态所表达的科学原理。达到普及科学知识和培养青少年热爱科学的目的。

Description

屏风式二元流动演示仪

一、技术领域

本实用新型涉及一种演示流体运动状态的演示仪，尤其是一种屏风式二元流动演示仪。

二、背景技术

为了加强科普教育，对青少年普及科学技术知识，培养他们热爱科学的兴趣，现在国内外的许多科普展览馆、科学技术博物馆里都设有展示气流或水流运动效果的演示仪，但这种演示仪结构复杂，设计笨重，存在以下几点不足：(1)由于演示仪上的演示屏幕只有一面是透明的，所以观众只能从演示屏幕的一面观看内部的演示效果，造成众人只能围在一面观看的场景，这就大大限制了观看的空间，不利于科学知识的普及；(2)现有的演示仪都是挂在高处进行展示，由于演示仪比较笨重，成本较高，不仅给展示前的架设和展示后的卸载带来诸多不便，也给演示仪本身的安全埋下隐患。(3)现有的演示仪表达气流或水流的运动效果简单呆板，有些甚至不能正确地反映气流或水流的运动状态，不能达到培养青少年热爱科学的兴趣。

三、发明内容

1、发明目的：为了解决现有演示仪的不足，本实用新型提供一种屏风式二元流动演示仪，该装置结构简单，成本较低，适合前后同时观看，没有任何安装和卸载的不便。当演示仪中配合不同的立体图案能形象生动的演示流体在经过不同的图形边界时，正确地反映出不同的流动状态所表达的科学原理，达到普及科学知识和培养青少年热爱科学的目的。

2、技术方案：本实用新型所述的一种屏风式二元流动演示仪，包括透明演示屏幕、水箱、水泵、水管、文丘利管、稳压腔、回流水道、电机控制器；将两块透明演示屏幕平行、对称地安装在水箱上，中间留有空隙，顶端密封，电机控制器安装在水箱上，水箱内安装有水泵和稳压腔，稳压腔与两透明演示屏幕间的腔体入口相连，水泵通过电机控制器控制，水泵连接水管，水管与稳压腔连接，水管上安装有文丘利管，文丘利管上打有静压孔，两透明演示屏幕形成的腔体内两侧分别有回流水道。

透明演示屏幕的材料为有机玻璃，两透明演示屏幕形成的腔体内设有两个与透明演示屏幕两侧分别平行的隔流带，隔流带与透明演示屏幕侧壁间留有空隙，从而形成回流水道。

水箱内安装有两个水流调节阀，其位置分别与回流水道相对应。水流调节阀控制演示仪内水的流速。

两回流水道之间的透明演示屏幕内安装有相互等距、相互平行且竖直排放的导流条，导流条能将流进的流体均匀的分布，从而使流体流经演示仪中的立体图案后形成的效果更清晰，更明显，直观。而且根据演示仪中设置的不同立体图案和观赏效果的需要，还可在演示仪腔体中部再设置一排导流条10。

两透明演示屏幕形成的腔体内顶端设有均流板，流体经均流板上圆弧流道引导自动分流流向回流水道。

水管与分流器连接，分流器上连接有与透明演示屏幕腔体连接的进水管。这样能将水均匀分散的由多个进水管导入稳压腔内，从而流进腔体中。

侧光灯沿透明演示屏幕两侧框架安装。侧光灯打开后在配合演示仪中展示的水的运动状态，不仅增加整体的美观，而且使得展示的效果更加生动，直观。若侧光灯为七彩LED变色灯，则进一步增加视觉的冲击力，让深奥的流体力学这样的物理概念变得浅显易懂。

本实用新型机构工作原理是：电机控制器控制水泵供水，水泵将水箱里的水通过水管输送到稳压腔使水受压均匀，之后流进两透明演示屏幕间的腔体内。期间水流通过水管上的文丘利管时，由于文丘利管的颈部打有静压孔，所以当水流迅速通过其颈部时便将一定量的空气通过静压孔吸入水管中，从而使空气与水混合。进入腔体内的流体以空气泡为示踪介质经过导流条均匀地流经演示仪内的各种不同形状的物体，由于物体的外部形状不同，流经的流体则会产生不同的二元流动状态，如层流、紊流、涡流等。到达顶端后延均流板上的弧形流道分流流进两侧回流水道，最终流回水箱内，从而达到自循环的效果。整个循环过程中水流的流速一直受水箱内的水流调节阀控制。

3、有益效果：本实用新型结构简单，成本较低，适合前后同时观看；将水箱与水泵设计为一体，自动循环，配合演示仪中的立体图案能形象生动的演示气流或水流的运动状态所表达的科学原理。达到普及科学知识和培养青少年热爱科学的目的。

四、附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1右视图的A-A剖视图。

图3是本实用新型的俯视图。

五、具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本屏风式二元流动演示仪包括透明演示屏幕包括透明演示屏幕1、水箱2、水泵3、水管4、文丘利管5、稳压腔6、回流水道7、电机控制器8、水流调节阀9、导流条10、均流板11、分流器12、进水管13、侧光灯14。将两块以有机玻璃为主要材料制成的演示屏幕1平行、对称地安装在水箱2上，中间留有一定空隙，再将顶端密封，从而形成腔体。水泵3和稳压腔6都安装在水箱2内，水管4一端连接水泵3，另一端与稳压腔6连接，稳压腔6与两透明演示屏幕1间的腔体的入口连接，水管4上安装有文丘利管5，文丘利管5的颈部打有静压孔；安装在水箱2上的电机控制器7控制水泵3将水箱2里的水通过水管4输送到稳压腔6中，期间水流通过安装在水管4上的文丘利管5时由于文丘利管5的颈部打有静压孔，水流迅速通过时便会将一定量的空气从静压孔吸入水管中，使空气与水混合，从而使水中混有无数小气泡，进入稳压腔6的流体再由两透明演示屏幕间的腔体入口进入腔体内。而进入腔体内的流体以空气泡为示踪介质经过安装在腔体入口处的导流条10后均匀地流经各种不同形状的物体，此时由于物体的外部形状不同，流经的流体则会产生不同的二元流动状态，如层流、紊流、涡流等。并且根据演示仪中设置的不同立体图案和观赏效果的需要，还可在演示仪腔体中部再设置一排导流条10。若水管4与分流器12连接，则流体经分流器12分流进入连接在分流器12上的多个进水管13，由于进水管13与稳压腔6连接，此时流体可通过稳压腔6更加均匀地流入腔体内。由于腔体内设有两个与透明演示屏幕侧壁平行的隔流带，隔流带与透明演示屏幕侧壁间留有通道空隙，从而形成回流水道7，当流体到达顶端后经均流板11上圆弧流道自动分流流向回流水道7，最终经回流水道7流回水箱内，从而达到自循环的效果。安装在水箱内的水流调节阀9自始控制演示仪内水流的流速。侧光灯14安装在透明演示屏幕两侧框架上，侧光灯14打开后在配合演示仪中展示的水的运动状态，不仅增加整体的美观，而且使得展示的效果更加生动，直观。若侧光灯为七彩LED变色灯，则进一步增加视觉的冲击力，让深奥的流体力学这样的物理概念变得浅显易懂。

Claims (6)

1、一种屏风式二元流动演示仪，其特征在于：包括透明演示屏幕(1)、水箱(2)、水泵(3)、水管(4)、文丘利管(5)、稳压腔(6)、回流水道(7)、电机控制器(8)；将两块透明演示屏幕(1)平行、对称地安装在水箱(2)上，中间留有空隙，顶端密封，电机控制器(8)安装在水箱(2)上，水箱(2)内安装有水泵(3)和稳压腔(6)，稳压腔(6)与两透明演示屏幕(1)间的腔体入口相连，水泵(3)通过电机控制器(8)控制，水泵(3)连接水管(4)，水管(4)与稳压腔(6)连接，水管(4)上安装有文丘利管(5)，文丘利管(5)上打有静压孔，两透明演示屏幕(1)形成的腔体内两侧分别有回流水道(7)。

2、根据权利要求1所述的一种屏风式二元流动演示仪，其特征在于：水管(4)与分流器(12)连接，分流器(12)上连接有进水管(13)，进水管(13)通过稳压腔(6)与两透明演示屏幕(1)间的腔体连接。

3、根据权利要求1或2所述的一种屏风式二元流动演示仪，其特征在于：水箱(2)内安装有两个水流调节阀(9)，其位置分别对应于腔体内两侧的回流水道。

4、根据权利要求1或2所述的一种屏风式二元流动演示仪，其特征在于：两回流水道之间安装有相互等距、相互平行且竖直排放的导流条(10)。

5、根据权利要求1或2所述的一种屏风式二元流动演示仪，其特征在于：两透明演示屏幕(1)形成的腔体内顶端设有均流板(11)。

6、根据权利要求1或2所述的一种屏风式二元流动演示仪，其特征在于：侧光灯(14)沿透明演示屏幕(1)两侧框架安装。

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