[實(shí)用新型]斯特林機(jī)車教具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520327251.0
• 申請(qǐng)日: 2015-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN204614345U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勇;王繼洋;呼永健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通化師范學(xué)院
• 主分類號(hào): G09B25/02
• 分類號(hào): G09B25/02
• 代理公司: 通化旺維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 22205
• 代理人: 王陽(yáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種教具，即斯特林機(jī)車教具。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是獨(dú)特的熱機(jī)，是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動(dòng)力的。是一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氣體作為動(dòng)力氣體使活塞運(yùn)動(dòng)，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復(fù)地進(jìn)行這樣的循環(huán)過程。在物理演示實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，現(xiàn)有的大都是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，在造型上，并不能吸引學(xué)生的注意力，在效果上，只能通過慣性輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來演示內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過程，并且只能演示單一的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過程。在現(xiàn)階段已經(jīng)不能夠滿足教育教學(xué)的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述不足而提供一種結(jié)構(gòu)合理、新穎，便于學(xué)生觀察的斯特林機(jī)車教具。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：斯特林機(jī)車教具，是在底座上并排設(shè)雙缸配氣缸，配氣缸通過連通管與雙缸動(dòng)力缸連接相通；配氣缸后部有加熱酒精爐，配氣缸前端通過連桿與慣性輪連接，慣性輪沿圓周邊面間隔排布有多個(gè)配重鋼珠；與慣性輪同軸的動(dòng)力輪通過連桿與動(dòng)力缸前端連接；慣性輪軸上設(shè)有一組皮帶輪與車輪軸連接；底座上懸空設(shè)有前后四個(gè)車輪。

在慣性輪的邊緣安裝磁鐵，在慣性輪附近安裝線圈，線圈的另一端接一個(gè)發(fā)光二極管。

可以形象直觀的演示內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過程，同時(shí)還涉及到氣體的熱脹冷縮，慣性、以及摩擦力等知識(shí)。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：1、采用雙缸驅(qū)動(dòng)，可以提供更大的動(dòng)力。2.在慣性輪上加了多個(gè)鋼珠，不但起到了美觀的效果，而且增加了慣性輪的質(zhì)量，從而增加了慣性輪轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性，使效果更加明顯。3.用亞克力板做車身，使車的結(jié)構(gòu)一目了然，便于學(xué)生觀察和教師講解。4.在車的底部安裝了底座，使車輪懸空，這樣既減少了能量的損耗，又防止小車運(yùn)動(dòng)過程中氣流對(duì)火焰產(chǎn)生的影響，避免出現(xiàn)危險(xiǎn)，以確保實(shí)驗(yàn)過程的安全性。5、本實(shí)驗(yàn)教具的可重復(fù)操作性強(qiáng)，遵循節(jié)能減排以及節(jié)約能源的環(huán)保理念，是可以直接應(yīng)用于中學(xué)物理課堂中的．在應(yīng)用過程中可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使整個(gè)課堂的氣氛變得活躍起來，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性．不但能夠培養(yǎng)學(xué)生的科技意識(shí)和創(chuàng)新精神，而且對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的勤儉意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)和熱愛科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度也能夠起著非常重要的作用。6.?本教具在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上還可以在慣性輪的邊緣安裝磁鐵，在慣性輪附近安裝線圈，線圈的另一端接一個(gè)發(fā)光二極管。在斯特林機(jī)車工作時(shí)，慣性輪帶動(dòng)邊緣的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，也就相當(dāng)于線圈作切割磁感線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，線圈會(huì)產(chǎn)生電流，發(fā)光二極管就會(huì)被點(diǎn)亮。通過這一現(xiàn)象還可以演示機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程。

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1，零部件名稱如下：底座1，配氣缸2，連通管3，動(dòng)力缸4，酒精爐5，連桿6，慣性輪7，鋼珠8，動(dòng)力輪9，慣性輪軸10，一組皮帶輪11，車輪軸12，車輪13，支撐座14。

參見圖1，斯特林機(jī)車教具，在底座1上并排設(shè)雙缸配氣缸2，配氣缸2通過連通管3與雙缸動(dòng)力缸4連接相通；配氣缸2后部有加熱酒精爐5，配氣缸2前端通過連桿6與慣性輪7連接，慣性輪7沿圓周邊面間隔排布有七或八個(gè)配重鋼珠8；與慣性輪7同軸的動(dòng)力輪9通過連桿6與動(dòng)力缸4前端連接；慣性輪軸10上設(shè)有一組皮帶輪11與車輪軸12連接；底座1上懸空設(shè)有前后四個(gè)車輪13。主要采用亞克力板、管材料制作而成。

在慣性輪7的邊緣安裝磁鐵，在慣性輪7附近安裝線圈，線圈的另一端接一個(gè)發(fā)光二極管(圖略)。

實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)斯特林循環(huán)，通過定溫壓縮、定容回?zé)?、定溫膨脹以及定容?chǔ)熱四個(gè)過程形成的循環(huán)，推動(dòng)活塞，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，為小車提供動(dòng)力。

演示步驟：首先點(diǎn)燃酒精爐5將配氣缸2預(yù)熱4-5分鐘，這一過程是根據(jù)氣體的熱脹冷縮原理，配氣缸2內(nèi)氣體受熱膨脹，通過連通管3進(jìn)入動(dòng)力缸4，熱空氣在動(dòng)力缸4內(nèi)遇冷收縮，再通過連通管3回到配氣缸2內(nèi)部，從而形成循環(huán)。輕輕撥動(dòng)慣性輪7，主要是為發(fā)動(dòng)機(jī)提供一個(gè)初動(dòng)能，隨后慣性輪7帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣體進(jìn)行循環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作，一組皮帶輪11帶動(dòng)車輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以直觀的觀察到內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的過程。

上面描述，只是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，各種舉例說明不對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制。