CN213635007U - 流体压强与流速关系多用实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种流体压强与流速关系多用实验装置，包括底座、水箱以及气泵，其特征是底座中设有容纳空间，容纳空间中设有沿水平盘绕结构的主水管；主水管的一端向上并水平延伸到水箱上端，并在水平延伸段设有透明U形观察管；主水管的另一端分两路：一路经单向阀通往水箱底部，另一路延伸到水箱最高蓄水位的上方；水箱顶部设有箱盖，以箱盖为基础固定有垂直布置的限位杆，通过限位杆装有飞行器模型，在飞行器模型同一水平位设有第一吹气架。在同一平台可以完成两种实验；液体实验可见度高，现象持续长，可循环重复进行实验，无溢溅污染；气体实验视野广，动态吸眼有趣，持续时间可自定，能进行气流大小现象对比。

Description

流体压强与流速关系多用实验装置

技术领域

本实用新型涉及教学实验器具技术，尤其是一种流体压强与流速关系多用实验装置。

背景技术

流体压强与流速关系是义务教材八年级科学上册【大气的压强】内容中的重要部分，是学生学习的难点。由于器材的局限性，在课堂实验时大多是采用乒乓球、吸管、纸片等材料进行实验，实验现象短暂，成功率低。特别是用液体做伯努力原理的实验，一般学校难以开展。公开的这种实验装置虽然有不少，但要么结构过于复杂，要么效果显示不明显，也有操作性欠缺、成本高等缺陷。如专利公告号为CN211349830U，一种流体压强与流速关系实验探究仪，包括气泵、底座和铁架台，底座上固定连接有固定架，固定架上设置有玻璃筒，玻璃筒上开设有通孔，铁架台上活动连接有支撑架，支撑架的侧面固定连接有U型管。又如专利公开号为CN2674570Y的一种物理教学用连通器及流体压强与流速关系实验器，由上口沿下具溢水嘴透明筒，数个上口、下端设有可随机关闭的透明竖管，内径各异的透明横管，相互连通组成；筒、管中具有浮标、悬浮标，固定筒、管的面板上设有等高刻线、行程刻线、注水嘴、变速架。这种依靠浮标显示液柱高低，依靠悬浮标观测流体的流速，以及完成连通器性质原理及流体压强与流速关系实验，动态物过于单一，学生一时并不容易理解。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种流体压强与流速关系多用实验装置，它具有使学生直观地理解伯努利原理，能增加实验的持续性和能见度，集气体和液体于一体的实验特点。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种流体压强与流速关系多用实验装置，包括底座，位于底座上的水箱，以及气泵，其特征是所述底座中设有容纳空间，容纳空间中设有沿水平盘绕结构的主水管；主水管的一端向上并水平延伸到水箱上端，并在水平延伸段设有透明U形观察管；主水管的另一端分两路：一路经单向阀通往水箱底部，另一路延伸到水箱最高蓄水位的上方；水箱顶部设有箱盖，以箱盖为基础固定有垂直布置的限位杆，通过限位杆装有飞行器模型，在飞行器模型同一水平位设有第一吹气架。

前述的流体压强与流速关系多用实验装置中，作为优选，所述透明U形观察管包括若干件U形部，其中U形部的一个上端相互连通并设有垂直布置的加液管，U形部的另一个上端与主水管连通。

前述的流体压强与流速关系多用实验装置中，作为优选，所述加液管的顶端设有堵帽。

前述的流体压强与流速关系多用实验装置中，作为优选，所述加液管为软管，与加液管配套设有快截钳夹。

前述的流体压强与流速关系多用实验装置中，作为优选，所述主水管的直径大于透明U形观察管的直径。

前述的流体压强与流速关系多用实验装置中，作为优选，所述飞行器模型的两侧设有透明挡板。

前述的流体压强与流速关系多用实验装置中，作为优选，所述主水管延伸到水箱最高蓄水位上方的端部设有第二吹气架。

前述的流体压强与流速关系多用实验装置中，作为优选，所述水箱箱体上设有水位仪。

前述的流体压强与流速关系多用实验装置中，作为优选，所述水箱底部设有清洗阀。

本技术方案以底座为基础，利用底座底部的厚度设置一个容纳空间，用来布置主水管，主水管在容纳空间内盘绕成S形结构，以增加实验过程的水容积，保证实验持续时间。底座上的水箱既是容器，又是各种部件的支架，特别是配置的箱盖，在其上垂直设有限位杆，限位杆用来定位飞行器模型，当位于第一吹气架上的吹气管向飞行器模型送风时，空气与飞行器模型做相对运动，飞行器模型上、下方的压强差使飞行器模型沿限位杆升起，而不会脱离固定位置，既可理解实验原理又能使学生感兴趣。把透明U形观察管设置在主水管水平延伸段，视线范围大，实验时能使学生一目了然；主水管的另一端一路与水箱底部连接，当进行液压实验时，水箱内的水经单向阀流向主水管，并在气压的作用下对透明U形观察管中的有色液体发生作用，同样给学生一种大视角全过程的直观体验。

进一步，透明U形观察管由多件U形部串联而成，U形部的一个上端统一连接到加液管，加液管顶端在加完色液之后用堵帽、快截钳夹等进行封闭，操作方便简单。透明U形观察管的直径较小，主水管的直径较大，能充分体现气压大小变化所带来的实验效果。

飞行器模型两侧的透明挡板不仅可防止实验过程中飞行器模型被同学触摸，而且避免外部因素对实验的影响，同时还能使学生对实验过程看得清楚。

另外，水箱上的水位仪、清洗阀等有助于实验的正常进行和日常维护。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在同一平台可以完成气体、液体两种实验，且操作方便，实验现象明显，经久耐用；液体实验可见度高，现象持续长，可循环重复进行实验，无溢溅污染；气体实验视野广，动态吸眼有趣，持续时间可自定，能进行气流大小现象对比；结构简单，成本低。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型的一种位于底座内的主水管布置结构示意图。

图3是本实用新型的一种飞行器模型部位结构示图。

图4是本实用新型的一种透明U形观察管部位结构示意图。

图5是本实用新型的一种水箱结构示意图。

图中：1.底座，2.水箱，3.气泵，4.主水管，5.第一吹气架，6.透明U形观察管，7.飞行器模型，8.限位杆，9.第二吹气架，10.透明挡板， 11.加液管,12.快截钳夹，13.堵帽，14.三通，15.色液，16.吹气管，17. 单向阀，18.清洗阀，19.水位仪。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1，一种流体压强与流速关系多用实验装置，设一底座1，底座1底部设有一个扁平长方形容纳空间，在该容纳空间内设置主水管4的一部分，该部分主水管4是沿水平盘绕结构(如同S形)，如图2所示。在底座上设有一个水箱2，并放置电动式充气泵3，气泵3外购，如型号JY-032家用纳衣充吸气泵,也可以使用OUTSTANDING无油静音空压机气泵、5940-Li-20锂电充气泵等等，再配置一部交流电子无极调速器，可以增减气泵功率，演示流速大小。由于这些部件都是市场上常用品，这里就不再赘述。

液体实验部分结构如下：除了部分主水管4在底座1内沿水平盘绕结构之外，主水管4的一端先向上升高再水平延伸到水箱2上端，这里的主水管4向上升高点位是相对水箱2位于底座1上位置的另一端，这样水平延伸段就有一定的长度空间，因此在水平延伸段就可以设置透明U形观察管6。透明U形观察管6包括2件U形部，如图4所示，2件U形部的一个上端相互连通并设有垂直布置的加液管11，U形部的另一个上端与主水管4通过三通14连通。加液管11 的顶端设有堵帽13，若加液管11采用软管，与加液管11配套也可以加装快截钳夹12。主水管4的另一端分为两路：一路经单向阀17通往水箱底部，另一路延伸到水箱2最高蓄水位的上方，并在其端部设置第二吹气架9。主水管4的直径为透明U形观察管6直径的4-5倍。

气体实验部分结构：在水箱2顶部设置箱盖，箱盖角部留有加水口，以箱盖为基础固定有两支垂直布置的光滑限位杆8，通过限位杆8安装定位飞行器模型7，飞行器模型7可以沿限位杆8上下自由滑动，限位杆8顶端设有大于飞行器模型7穿过孔的限高球，防止飞行器模型7上升过头而脱离固定位置。在飞行器模型7同一水平位设有第一吹气架5，用来定位吹气管16。在飞行器模型7 的两侧设有固定在箱盖上的透明挡板10，如图3所示。

另外，水箱2箱体上设有水位仪19，底部设有清洗阀18。

液体压强与流速关系实验：先打开单向阀17，然后向水箱2内注水，再关闭单向阀17。通过加液管11向透明U形观察管6内加入色液15，如红墨水，再用堵帽13塞住加液管11加液口，采用软管时可以用快截钳夹12夹住。把吹气管16装在第二吹气架9上，打开气泵3，把主水管4中S形盘绕管体内的水压出。由于主水管4直径大，压强大流速慢，透明U形观察管6直径小压强小而流速快，可以清晰观察到透明U形观察管6内的水流动现象。实验时可使用调速器调节气流大小。在重复实验时，只需打开单身单向阀17，使水箱2内的水注入主水管4中S形盘绕管体内，然后关闭单向阀17，即可进行实验。

气体压强与流速关系实验：所用原理是：当气流速度增加时，其压强随之减小；当气流速度减少时，其压强随之增加。选一架飞机模型作为飞行器模型7。把吹气管16装在第一吹气架5上，当开启气泵3，空气与飞行器模型7做相对运动，实验时可使用调速器调节气流大小。由于上方的空气要比下方空气行走较长的距离，机翼上方的空气流动比下方的要快，则压强变小，与之相反，机翼下方的空气流动较慢，压强就较大，致使机翼上面比下面气流速度快，通过这种压强差，就飞行器模型7获得竖直方向的动力。

上述实施例是对本实用新型的说明，任何对本实用新型的简单变换后的结构等均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种流体压强与流速关系多用实验装置，包括底座(1)，位于底座上的水箱(2)，以及气泵(3)，其特征是所述底座中设有容纳空间，容纳空间中设有沿水平盘绕结构的主水管(4)；主水管的一端向上并水平延伸到水箱上端，并在水平延伸段设有透明U形观察管(6)；主水管的另一端分两路：一路经单向阀(17)通往水箱底部，另一路延伸到水箱最高蓄水位的上方；水箱顶部设有箱盖，以箱盖为基础固定有垂直布置的限位杆(8)，通过限位杆装有飞行器模型(7)，在飞行器模型同一水平位设有第一吹气架(5)。

2.根据权利要求1所述的流体压强与流速关系多用实验装置，其特征在于，所述透明U形观察管(6)包括若干件U形部，其中U形部的一个上端相互连通并设有垂直布置的加液管(11)，U形部的另一个上端与主水管(4)连通。

3.根据权利要求2所述的流体压强与流速关系多用实验装置，其特征是，所述加液管(11)的顶端设有堵帽(13)。

4.根据权利要求2所述的流体压强与流速关系多用实验装置，其特征是，所述加液管(11)为软管，与加液管配套设有快截钳夹(12)。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的流体压强与流速关系多用实验装置，其特征在于，所述主水管(4)的直径大于透明U形观察管(6)的直径。

6.根据权利要求1所述的流体压强与流速关系多用实验装置，其特征是，所述飞行器模型(7)的两侧设有透明挡板(10)。

7.根据权利要求1所述的流体压强与流速关系多用实验装置，其特征在于，所述主水管(4)延伸到水箱(2)最高蓄水位上方的端部设有第二吹气架(9)。

8.根据权利要求1所述的流体压强与流速关系多用实验装置，其特征在于，所述水箱(2)箱体上设有水位仪(19)。

9.根据权利要求1所述的流体压强与流速关系多用实验装置，其特征在于，所述水箱(2)底部设有清洗阀(18)。

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