CN203858792U - 热力环流演示教具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种热力环流演示教具，属于教学器材领域，包括：两个盛放不同液体的竖管，竖管的顶端为开口端；两个用于两个竖管之间液体交换的横管，每个横管的两端分别与两个竖管连通；控制竖管和横管通断状态的水阀，每个横管的两端均设置有水阀。这种结构的热力环流演示教具可以直观地展示冷热不均导致的流体空气水平运动的过程，结构简单、制作成本低、实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学器材领域，具体而言，涉及热力环流演示教具。
背景技术
热力环流是大气运动的一种最简单的形式，是由于太阳辐射能的维度分布不均造成地面冷热不均而形成的空气环流。其形成过程为：受热地区大气膨胀上升，近地面形成低气压，而高空形成高气压；受冷地区相反，从而在近地面和高空的水平面上形成了气压差，促使大气的水平运动，形成高低空的热力环流。热的地方空气受热膨胀上升，冷处收缩下沉。于是上空相同高度处，热地方单位面积空气柱重量(即气压)大，冷地方高空气压小，高空形成热－冷的气流。热处气流流失后，整个空气柱减轻，地面形成低压，冷处则形成高压，近地面形成冷－热的气流。加上上升、下沉气流，构成了热力环流。在教学过程中，教师单纯的讲解无法使学生清楚直观地理解热力环流现象。
实用新型内容
本实用新型提供了一种热力环流演示教具，以解决上述问题。
本实用新型是这样实现的：
一种热力环流演示教具，包括：两个盛放不同液体的竖管，竖管的顶端为开口端；两个用于两个竖管之间液体交换的横管，每个横管的两端分别与两个竖管连通；控制竖管和横管通断状态的水阀，每个横管的两端均设置有水阀。
竖管用于盛放颜色不同的液体，横管用于将两个竖管连通，以便于液体在两个竖管内移动，水阀用于控制竖管与横管的通断，向竖管内注入液体时，水阀关闭；进行环流演示时，水阀打开。
热力环流演示的过程：关闭各个水阀，使竖管与横管均不连通；向两个竖管内倒入液体，通过加热等方式控制两个竖管内的液体的温度不同，分别向两个竖管内滴入不同颜色的色素，打开水阀，观察竖管内的液体的流动及分布状况，并观察横管内空气的流动方向。
进一步地，水阀的内部设置有平行且相对转动的两块挡板，两块挡板上相对应的位置均设置有至少一个通孔。两块挡板平行且相对转动，对应位置均设置有通孔，初始时，两块挡板阻止竖管和横管连通；当挡板转动到一定的位置时，通孔重叠，竖管和横管连通，液体可以自由移动；挡板使得水阀的结构简单、控制方便。
进一步地，竖管与水阀之间、横管与水阀之间均设置有密封圈。密封圈保证竖管与水阀之间、横管与水阀之间不会发生漏液，实验结果更加精确。
进一步地，竖管设置有最低水位线标识，最低水位线标识的位置高于横管的位置。最低水位线标识提醒实验者加入液体的最小体积，如果实验过程中未达到最低水位线标识，则竖管内的液体无法从横管内进行流动导致实验失败。
进一步地，竖管的高度为35cm，厚度为0.4cm，内径为3cm；横管的长度为22cm，厚度为0.2cm，内径为2cm；其中一个横管的轴心线与竖管的底壁的高度为25cm，另外一个横管的轴心线与竖管的底壁的高度为12cm。这种尺寸的热力环流演示教具既能满足实验的需求，又不会因为体积过大而使本身占用空间大。
进一步地，还包括两个量水杯，竖管的远离开口端的一端放置在量水杯内。两个量水杯盛放温度不同的液体，主要用于对横管内的液体进行温度控制，竖管的一端放置在量水杯内后，向量水杯内倒入一定温度的水，从而控制竖管内液体的温度；温度控制更加稳定、误差较小。
进一步地，每个量水杯内均设置有温度计。温度计主要用于观察量水杯内的水的温度，当水温不符合要求时，及时发现并作出相应的处理。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：这种结构的热力环流演示教具可以直观地展示冷热不均导致的流体空气水平运动的过程，结构简单、制作成本低、实用性强。
附图说明
图1示出了本实用新型实施例1提供的热力环流演示教具轴测图；
图2示出了本实用新型实施例1提供的热力环流演示教具主视图；
图3示出了本实用新型实施例2提供的热力环流演示教具主视图；
图4示出了本实用新型实施例2提供的热力环流演示教具的水阀剖视图。
具体实施方式
实施例1
图1、图2示出了本实用新型实施例1提供的热力环流演示教具，包括：两个竖管1，竖管1的顶端为开口端；两个横管2，每个横管2的两端分别与两个竖管1连通；控制竖管1和横管2通断状态的水阀3，每个横管2的两端均设置有水阀3。
竖管1用于盛放颜色不同的液体，横管2用于将两个竖管1连通，以便于液体在两个竖管1内移动，水阀3用于控制竖管1与横管2的通断，向竖管1内注入液体时，水阀3关闭；进行环流演示时，水阀3打开。
热力环流演示的过程：关闭各个水阀3，使竖管1与横管2均不连通；向两个竖管1内倒入液体，通过加热等方式控制两个竖管1内的液体的温度不同，分别向两个竖管1内滴入不同颜色的色素，打开水阀3，观察竖管1内的液体的流动及分布状况，并观察横管2内空气的流动方向。
这种结构的热力环流演示教具可以直观地展示冷热不均导致的流体空气水平运动的过程，结构简单、制作成本低、实用性强。
实施例2
图3、图4示出了本实用新型实施例2提供的热力环流演示教具，包括：两个竖管1，竖管1的顶端为开口端；两个横管2，每个横管2的两端分别与两个竖管1连通；控制竖管1和横管2通断状态的水阀3，每个横管2的两端均设置有水阀3。水阀3的内部设置有平行且相对转动的两块挡板4，两块挡板4上相对应的位置均设置有至少一个通孔5。竖管1与水阀3之间、横管2与水阀3之间均设置有密封圈6。竖管1设置有最低水位线标识7，最低水位线标识7的位置高于横管2的位置。竖管1的高度为35cm，厚度为0.4cm，内径为3cm；横管2的长度为22cm，厚度为0.2cm，内径为2cm；其中一个横管2的轴心线与竖管1的底壁的高度为25cm，另外一个横管2的轴心线与竖管1的底壁的高度为12cm。还包括两个量水杯8，竖管1的远离开口端的一端放置在量水杯8内。每个量水杯8内均设置有温度计9。
两块挡板4平行且相对转动，对应位置均设置有通孔5，初始时，两块挡板4阻止竖管1和横管2连通；当挡板4转动到一定的位置时，通孔5重叠，竖管1和横管2连通，液体可以自由移动；挡板4使得水阀3的结构简单、控制方便。密封圈6保证竖管1与水阀3之间、横管2与水阀3之间不会发生漏液，实验结果更加精确。最低水位线标识7提醒实验者加入液体的最小体积，如果实验过程中未达到最低水位线标识7，则竖管1内的液体无法从横管2内进行流动导致实验失败。这种尺寸的热力环流演示教具既能满足实验的需求，又不会因为体积过大而使本身占用空间大。两个量水杯8盛放温度不同的液体，主要用于对横管2内的液体进行温度控制，竖管1的一端放置在量水杯8内后，向量水杯8内倒入一定温度的水，从而控制竖管1内液体的温度；温度控制更加稳定、误差较小。温度计9主要用于观察量水杯8内的水的温度，当水温不符合要求时，及时发现并作出相应的处理。其中一块挡板4也可以与竖管1一体成型。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种热力环流演示教具，其特征在于，包括：
两个盛放不同液体的竖管，所述竖管的顶端为开口端；
两个用于两个所述竖管之间液体交换的横管，每个所述横管的两端分别与两个所述竖管连通；
控制所述竖管和所述横管通断状态的水阀，每个所述横管的两端均设置有所述水阀。
2.根据权利要求1所述的热力环流演示教具，其特征在于，所述水阀的内部设置有平行且相对转动的两块挡板，两块挡板上均设置有至少一个通孔。
3.根据权利要求2所述的热力环流演示教具，其特征在于，所述竖管与所述水阀之间、所述横管与所述水阀之间均设置有密封圈。
4.根据权利要求1所述的热力环流演示教具，其特征在于，所述竖管设置有最低水位线标识，所述最低水位线标识的位置高于所述横管的位置。
5.根据权利要求1所述的热力环流演示教具，其特征在于，所述竖管的高度为35cm，厚度为0.4cm，内径为3cm；横管的长度为22cm，厚度为0.2cm，内径为2cm；其中一个所述横管的轴心线与所述竖管的底壁的高度为25cm，另外一个所述横管的轴心线与所述竖管的底壁的高度为12cm。
6.根据权利要求1所述的热力环流演示教具，其特征在于，还包括两个量水杯，所述竖管的远离所述开口端的一端放置在所述量水杯内。
7.根据权利要求6所述的热力环流演示教具，其特征在于，每个所述量水杯内均设置有温度计。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201420294644.1U CN203858792U (zh) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | 热力环流演示教具 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201420294644.1U CN203858792U (zh) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | 热力环流演示教具 |
Publications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN203858792U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109448508A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-08 | 南京酵素数据科技有限公司 | 一种模拟大气环流现象的科普装置 |
-
2014
- 2014-06-04 CN CN201420294644.1U patent/CN203858792U/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109448508A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-08 | 南京酵素数据科技有限公司 | 一种模拟大气环流现象的科普装置 |
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