[實用新型]一種牛頓流體和非牛頓流體流動特性差異的演示儀器

無效

• 申請號: 201120042529.1
• 申請日: 2011-02-21
• 公開（公告）號: CN201974981U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 張根廣;葛雄
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及教學儀器領域，尤其是一種牛頓流體和非牛頓流體流動特性差異的演示儀器。

背景技術

人們將剪切應力與剪切速率之間滿足線性關系的流體稱為牛頓流體，把不滿足線性關系的流體稱為非牛頓流體(Non-Newtonian?Fluid)。在日常生活中，人們常常碰到的是牛頓流體，如水、空氣和一些油類等。但自然界中存在著大量非牛頓流體，例如油脂、油漆、牛奶、牙膏、動物血液、泥漿、礦物油和圓珠筆油等。一般地，低分子化合物的流體象水和空氣，大都是牛頓流體，而高分子化合物流體都屬于非牛頓流體。非牛頓流體有許多異常的流動現象，比如爬桿現象、射流脹大、無管虹吸、湍流減阻和傳熱強化等，這些特性，尤其是湍流減阻效應對管道輸送方面具有重要的意義，它對于我國實施增效減能戰略計劃具有更深遠的戰略意義。

目前，人們對非牛頓流體特性雖有一定的認識，但還遠遠不夠，有關牛頓流體和非牛頓流體特性差異方面的教學演示儀器還處于空白。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種牛頓流體和非牛頓流體流動特性差異的演示儀器。

本實用新型采用如下技術方案：

一種牛頓流體和非牛頓流體流動特性差異的演示儀器，包括并排設置的牛頓流體演示裝置和非牛頓流體演示裝置，牛頓流體演示裝置包括上部水箱、演示水平管、示蹤液存放管、若干個“L”形鋼針管、下部水箱及水泵，上部水箱內設置穩定水流板、溢流板，演示水平管上安置若干“L”形鋼針管，在演示水平管的末端設置閥門；非牛頓流體演示裝置與牛頓流體演示裝置結構相同。

所述的演示儀器，所述演示水平管截面為矩形，所述矩形截面的長為10cm，寬為5cm，所述演示水平管總長為120cm。

所述的演示儀器，所述溢流板設置在上部水箱內，溢流板下部與上部水箱底部密封連接。

所述的演示儀器，所述穩定水流板設置在上部水箱內部靠近演示水平管的一側，其上均勻設置流水孔。

1)演示儀器設計、制作綜合了水力學、非牛頓流體力學及相關領域的知識與技術，加深了學生對非牛頓流體和牛頓流體運動差異的認識，使學生對非牛頓流體的認識從感性上升到理性。

2)提高了學生的動手動腦能力。

3)非牛頓流體教學演示儀器，學生通過觀看和動手操作，可加強高校的教學實踐環節，使學生對非牛頓流體的認識。

附圖說明

圖1為本實用新型演示儀器的俯視圖；

圖2本實用新型演示儀器的正面視圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。

根據牛頓流體和非牛頓流體層流流速分布的差異，設計了一種牛頓流體和非牛頓流體流動特性差異的演示儀器，參考圖1-圖4。本實用新型的演示儀器包括并排設置的牛頓流體演示裝置A(虛線框內)和非牛頓流體演示裝置B(虛線框內)，牛頓流體演示裝置A包括上部水箱8、演示水平管3、示蹤液存放管(圖中未示出)、若干個“L”形鋼針管5、下部水箱及水泵(下部水箱及水泵圖中未示出)；非牛頓流體演示裝置B與牛頓流體演示裝置A相同。

上部水箱8內設置穩定水流板7、溢流板6。上部水箱8的主要作用是為演示水平管3提供一定的水頭差，使流體在演示水平管3中產生平穩流動；演示水平管3一端與水箱底部連通，演示水平管3上安置若干“L”形鋼針管5(5-10個即可)，在演示水平管3的末端設置閥門4；下部水箱主要功能是滿足流體循環和儲蓄；實驗水泵采用3500ml/s的水泵，下部水箱內的水泵通過管道與上部水箱8底部的流體入口2連接，下部水箱內流體由流體入口2進入上部水箱8中；溢流板6設置在上部水箱內，溢流板6下部與上部水箱底部密封連接，當上部水箱8內的流體液面高于溢流板頂端時，流體即可溢出流入到上部水箱另一側，由溢流出口1流回相應的下部水箱中，這樣就可以保持上部水箱8內部一定的水位及水頭差。

穩定水流板7設置在上部水箱8內部靠近演示水平管的一側，其上均勻設置流水孔71，這樣可以穩定上部水箱8內的流體。

為觀測方便，演示水平管3制作成矩形截面，該矩形截面長為10cm，寬為5cm，演示水平管3總長為120cm。