CN218547757U - 一种流体静压强与流速关系演示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种流体静压强与流速关系演示器，包括液体流经件、气体流经件及透明管，所述液体流经件包括供水部、透明展示管及流速更变部，所述供水部与所述透明展示管连通，所述流速更变部与所述透明展示管连通，所述流速更变部能够改变流经的液体的流速；气体能够在所述气体流经件中流动，且所述气体流经件能够改变流经的气体的流速；所述流速更变部与所述气体流经件相对设置，所述透明管的一端与所述流速更变部连通，所述透明管的另一端与所述气体流经件连通，所述透明管与所述透明展示管平行。本实用新能够在同一展示平面完成展示，展示效果清楚明了，且操作简便。

Description

一种流体静压强与流速关系演示器

技术领域

本实用新型涉及物理原理演示器械技术领域，具体涉及一种流体静压强与流速关系演示器。

背景技术

流体静压强的定义为：指流体处于平衡或相对平衡状态时，作用在流体的应力只有法向应力，而没有切向应力，此时，流体作用面上的负的法向应力即为流体静压强；流体的压强会随着流体的流动速度的变化而发生变化，即流速越大压强越小，流速越小压强越大。在日常教学中或者科学科普工作中，为更直观地展示流体静压强与流速的关系，常需要用到演示器加以辅助。公告号为CN206349035U的中国实用新型专利公开了“一种流体压强与流速关系一体化装置”，其将流体压强与流速试验装置结合于一体，可以直观的展现出式样的现象，便于教学演示。但是其在实际使用时，存在以下问题：第一，液体展示区与气体展示区在装置上相互背对设置，当需要展示液体流速与流体静压强的关系或者展示气体流速与流体静压强的关系时，需要将装置进行翻转才可以进行展示操作；第二，其通过水龙头开启来实现液体从储水桶流向透明管，水从水龙头流出后没有再回收，当储水桶的水流尽后需要再次补水才可以进行继续演示。上述两个问题使得展示流体静压强的定义时较为繁琐。

发明内容

本实用新型旨在解决上述提出的技术问题之一，提供一种流体静压强与流速关系演示器，其在需要展示液体流速与流体静压强的关系或者展示气体流速与流体静压强的关系时，直接进行对应的操作便能够完成展示，不仅展示效果清楚明了，且操作简便。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种流体静压强与流速关系演示器，包括液体流经件、气体流经件及透明管，所述液体流经件包括供水部、透明展示管及流速更变部，所述供水部与所述透明展示管连通，所述流速更变部与所述透明展示管连通，所述流速更变部能够改变流经的液体的流速；气体能够在所述气体流经件中流动，且所述气体流经件能够改变流经的气体的流速；所述流速更变部与所述气体流经件相对设置，所述透明管的一端与所述流速更变部连通，所述透明管的另一端与所述气体流经件连通，所述透明管与所述透明展示管平行。

进一步地，所述流速更变部包括低流速管及高流速管，所述高流速管的内径小于所述低流速管的内径，所述低流速管与所述透明展示管连通，所述高流速管与所述低流速管背离所述透明展示管的一端连通，所述高流速管上设有开关阀；所述透明管的数量为两个，一所述透明管的一端与所述低流速管连通，另一所述透明管的一端与所述高流速管连通。

进一步地，所述低流速管及所述高流速管上分别设有流速显示器。

进一步地，所述流速显示器采用偏心式叶轮水流指示器。

进一步地，所述供水部包括水池及抽水泵，所述抽水泵设于所述水池中，所述抽水泵连接一供水管，所述供水管插接入所述透明展示管内。

进一步地，所述供水部还包括回流管，所述回流管的一端与所述开关阀连接，所述回流管的另一端延伸入所述水池中。

进一步地，所述透明展示管上设有止回阀。

进一步地，所述气体流经件包括低速气流管及高速气流管，所述高速气流管的内径小于所述低速气流管的内径，所述高速气流管的一端连通所述低速气流管的一端；所述透明管的数量为两个，一所述透明管的一端与所述低速气流管连通，另一所述透明管的一端与所述高速气流管连通。

进一步地，所述低速气流管背离所述高速气流管的一端呈喇叭型，所述高速气流管背离所述低速气流管的一端呈喇叭型。

进一步地，所述透明管上设有刻度线。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

上述流体静压强与流速关系演示器，通过供水部朝透明展示管内注入液体，液体经流速更变部流向透明管，当液体在透明展示管中存在液柱时，透明管也存在液柱。当需要展示液体流速与流体静压强的关系时，再次启动供水部，此时液体在流速更变部中流动，当液体的流速发生改变时，液体的压强发生改变，此时便能看到透明管中液柱高低的变化；当需要展示气体流速与流体静压强的关系时，停止运行供水部，此时透明管中的液柱暂时保持不变，向气体流经件内鼓风，当气体的流速在气体流经件中发生改变时，透明管内的大气压强发生改变，此时便能看到透明管中液柱高低的变化。

可见，由于流速更变部与气体流经件相对设置，使得流速更变部与气体流经件处于同一展示平面，在需要展示液体流速与流体静压强的关系或者展示气体流速与流体静压强的关系时，直接进行对应的操作便能够完成展示，不仅展示效果清楚明了，且操作简便。

附图说明

图1为本实用新型中流体静压强与流速关系演示器的结构示意图。

图2为图1的正视图。

附图中，1-液体流经件、11-供水部、111-水池、112-抽水泵、113-供水管、12-低流速管、13-高流速管、131-第一接头、132-第二接头、133-第三接头、14-开关阀、15-流速显示器、16-透明展示管、17-止回阀、2-气体流经件、21-低速气流管、22-高速气流管、3-透明管、31-刻度线、4-回流管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1及图2所示，本实用新型一较佳实施方式提供一种流体静压强与流速关系演示器，包括液体流经件1、气体流经件2及透明管3，液体流经件1包括供水部11、透明展示管16及流速更变部，供水部11与透明展示管16连通，流速更变部与透明展示管16连通，流速更变部能够改变流经的液体的流速；气体能够在气体流经件2中流动，且气体流经件2能够改变流经的气体的流速；流速更变部与气体流经件2相对设置，以使流速更变部与气体流经件2处于同一展示平面。透明管3采用透明的PE管，透明管3的一端与流速更变部连通，透明管3的另一端与气体流经件2连通，透明管3与透明展示管16平行。

上述流体静压强与流速关系演示器，通过供水部11朝透明展示管16内注入液体，液体经流速更变部流向透明管3，当液体在透明展示管16中存在液柱时，透明管3也存在液柱，此时供水部11暂停朝透明展示管16供水。

当需要展示液体流速与流体静压强的关系时，再次启动供水部11，此时液体在流速更变部中流动，当液体的流速发生改变时，液体的压强发生改变，此时便能看到透明管3中液柱高低的变化。

当需要展示气体流速与流体静压强的关系时，停止运行供水部11，此时透明管3中的液柱暂时保持不变，向气体流经件2内鼓风，当气体的流速在气体流经件2中发生改变时，透明管3内的大气压强发生改变，此时便能看到透明管3中液柱高低的变化。

可见，由于流速更变部与气体流经件2相对设置，使得流速更变部与气体流经件2处于同一展示平面，在需要展示液体流速与流体静压强的关系或者展示气体流速与流体静压强的关系时，直接进行对应的操作便能够完成展示，不仅展示效果清楚明了，且操作简便。

在本实施方式中，供水部11包括水池111及抽水泵112。水池111用于盛装液体，液体采用具有颜色的水，具体的，液体为加入颜料的水。抽水泵112设于水池111中，具体的，抽水泵112直接放置于水池111中，抽水泵112采用现有技术中通过USB接电使用的USB潜水泵，抽水泵112在使用时配合现有技术中的充电宝或者充电头使用。抽水泵112连接一供水管113，供水管113插接入透明展示管16内，透明展示管16上设有止回阀17。当抽水泵112开启，抽水泵112将水池111中的液体经供水管113抽入透明展示管16中，并经透明展示管16流向流速更变部，止回阀17的设置能够在关闭抽水泵112时防止液体回流至水池111。

在本实施方式中，流速更变部包括低流速管12及高流速管13。高流速管13的内径小于低流速管12的内径，具体的，低流速管12采用现有技术中的六分PE管，高流速管13采用现有技术中的四分PE管。低流速管12与透明展示管16连通，高流速管13与低流速管12背离透明展示管16的一端连通，具体的，低流速管12背离透明展示管16的一端装设有一三通的六分转四分接头，三通的六分转四分接头包括一六分接头及两个四分接头，六分接头连通低流速管12，高流速管13通过其中一个四分接头与低流速管12连通。高流速管13上设有开关阀14。透明管3的数量为两个，两个透明管3均为四分管，一透明管3的一端与低流速管12连通，具体的，一透明管3的一端与另外一四分接头连通。另一透明管3的一端与高流速管13连通，具体的，高流速管13上装设有一四分三通接头，四分三通接头的第一接头131与高流速管13连通，第二接头132与开关阀14连通，第三接头133与另一透明管3的一端连通。

当开启开关阀14并启动抽水泵112，液体由低流速管12流向高流速管13时，由于高流速管13的内径小于低流速管12的内径，基于文丘里效应，液体在高流速管13中的流速将大于低流速管12中的流速，使得低流速管12中的流体静压强大于高流速管13中的流体静压强，从而使得连接低流速管12的透明管3的液柱高于连接高流速管13的透明管3的液柱。

在本实施方式中，低流速管12及高流速管13上分别设有流速显示器15，具体的，低流速管12上的流速显示器15装设于止回阀17与六分转四分接头之间，高流速管13上的流速显示器15装设于六分转四分接头与四分三通接头之间；流速显示器15采用现有技术中的偏心式叶轮水流指示器。当液体流经低流速管12或者高流速管13时，偏心式叶轮水流指示器的叶轮发生转动，且因为低流速管12与高流速管13中的流速不同，能够直观地看到两个叶轮转动的速度不同，能够使低流速管12与高流速管13中的流速展示更生动。

在本实施方式中，供水部11还包括回流管4，回流管4的一端与开关阀14连接，回流管4的另一端延伸入水池111中。在展示液体流速与流体静压强的关系时，开启抽水泵112，开关阀14保持开启，液体从高流速管13流出后经回流管4回流至水池111中，使得液体流经件1的运行保持持续循环的作业，省去了朝水池111加水的步骤。

在本实施方式中，气体流经件2包括低速气流管21及高速气流管22。高速气流管22的内径小于低速气流管21的内径，具体的，低速气流管21为六分的三通PE管，高速气流管22为四分的三通PE管。高速气流管22的一端连通低速气流管21的一端，具体的，高速气流管22的一接头与低速气流管21的一接头焊接成一体。透明管3的数量为两个，一透明管3的一端与低速气流管21连通，另一透明管3的一端与高速气流管22连通，具体的，一透明管3背离四分接头的一端与低速气流管21的其中一接头连通，另一透明管3背离第三接头133的一端与高速气流管22的其中一接头连通。

当需要展示气体流速与流体静压强的关系时，关闭开关阀14且停止抽水泵112的作业，用现有技术中的吹风筒朝低速气流管21背离高速气流管22的一端鼓风，由于高速气流管22的内径小于低速气流管21的内径，基于文丘里效应，气体在高速气流管22中的流速将大于低速气流管21中的流速，使得连接低速气流管21中的流体静压强大于高速气流管22中的流体静压强，从而使得连接低速气流管21的透明管3的液柱低于连接高速气流管22的透明管3的液柱。可以理解，在实际操作中，也可以朝高速气流管22背离低速气流管21的一端鼓风，基于上述原理，最终两个透明管3的液柱的高度状态与前述的相同。

在本实施方式中，低速气流管21背离高速气流管22的一端呈喇叭型，高速气流管22背离低速气流管21的一端呈喇叭型，能够更快地使风鼓入气体流经件2中。

在本实施方式中，透明管3上设有刻度线31，能够使观看者更直观地看到液柱的液面所处的高度。

工作原理：向水池111中注入液体，关闭开关阀14，接上抽水泵112的电源，开启抽水泵112，抽水泵112将液体经供水管113抽入透明展示管16中，并依次流向低流速管12及高流速管13，当透明展示管16及两个透明管3内均具有一定高度的液柱时，关闭抽水泵112，抽水泵112停止抽水。当需要展示液体流速与流体静压强的关系时，开启开关阀14并启动抽水泵112，液体由低流速管12流向高流速管13，液体在高流速管13中的流速大于低流速管12中的流速，则此时连接低流速管12的透明管3的液柱高于连接高流速管13的透明管3的液柱。当需要展示气体流速与流体静压强的关系时，关闭开关阀14且停止抽水泵112的作业，用吹风筒朝低速气流管21背离高速气流管22的一端鼓风，气体在高速气流管22中的流速大于低速气流管21中的流速，此时连接低速气流管21的透明管3的液柱低于连接高速气流管22的透明管3的液柱。当结束展示时，开启开关阀14并关闭抽水泵112，液体均回流至水池111中。

可以理解，液体不限于本实施方式中的采用具有颜色的水，在其他实施方式中，液体可以选择普通的水。

可以理解，高流速管13与低流速管12的连通方式不限于本实施方式中的通过六分转四分接头连通，在其他实施方式中，高流速管13与低流速管12可以通过焊接形成一体。

可以理解，透明管3的材质不限于本实施方式中的采用透明的PE管，在其他实施方式中，透明管3可以采用透明的玻璃管。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种流体静压强与流速关系演示器，其特征在于：包括液体流经件(1)、气体流经件(2)及透明管(3)，所述液体流经件(1)包括供水部(11)、透明展示管(16)及流速更变部，所述供水部(11)与所述透明展示管(16)连通，所述流速更变部与所述透明展示管(16)连通，所述流速更变部能够改变流经的液体的流速；气体能够在所述气体流经件(2)中流动，且所述气体流经件(2)能够改变流经的气体的流速；所述流速更变部与所述气体流经件(2)相对设置，所述透明管(3)的一端与所述流速更变部连通，所述透明管(3)的另一端与所述气体流经件(2)连通，所述透明管(3)与所述透明展示管(16)平行。

2.如权利要求1所述的一种流体静压强与流速关系演示器，其特征在于：所述流速更变部包括低流速管(12)及高流速管(13)，所述高流速管(13)的内径小于所述低流速管(12)的内径，所述低流速管(12)与所述透明展示管(16)连通，所述高流速管(13)与所述低流速管(12)背离所述透明展示管(16)的一端连通，所述高流速管(13)上设有开关阀(14)；所述透明管(3)的数量为两个，一所述透明管(3)的一端与所述低流速管(12)连通，另一所述透明管(3)的一端与所述高流速管(13)连通。

3.如权利要求2所述的一种流体静压强与流速关系演示器，其特征在于：所述低流速管(12)及所述高流速管(13)上分别设有流速显示器(15)。

4.如权利要求3所述的一种流体静压强与流速关系演示器，其特征在于：所述流速显示器(15)采用偏心式叶轮水流指示器。

5.如权利要求2至4中任一权利要求所述的一种流体静压强与流速关系演示器，其特征在于：所述供水部(11)包括水池(111)及抽水泵(112)，所述抽水泵(112)设于所述水池(111)中，所述抽水泵(112)连接一供水管(113)，所述供水管(113)插接入所述透明展示管(16)内。

6.如权利要求5所述的一种流体静压强与流速关系演示器，其特征在于：所述供水部(11)还包括回流管(4)，所述回流管(4)的一端与所述开关阀(14)连接，所述回流管(4)的另一端延伸入所述水池(111)中。

7.如权利要求1所述的一种流体静压强与流速关系演示器，其特征在于：所述透明展示管(16)上设有止回阀(17)。

8.如权利要求1所述的一种流体静压强与流速关系演示器，其特征在于：所述气体流经件(2)包括低速气流管(21)及高速气流管(22)，所述高速气流管(22)的内径小于所述低速气流管(21)的内径，所述高速气流管(22)的一端连通所述低速气流管(21)的一端；所述透明管(3)的数量为两个，一所述透明管(3)的一端与所述低速气流管(21)连通，另一所述透明管(3)的一端与所述高速气流管(22)连通。

9.如权利要求8所述的一种流体静压强与流速关系演示器，其特征在于：所述低速气流管(21)背离所述高速气流管(22)的一端呈喇叭型，所述高速气流管(22)背离所述低速气流管(21)的一端呈喇叭型。

10.如权利要求1所述的一种流体静压强与流速关系演示器，其特征在于：所述透明管(3)上设有刻度线(31)。

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