[實用新型]一種伯努利原理研究的實驗裝置

有效

• 申請號: 201520571001.1
• 申請日: 2015-08-01
• 公開（公告）號: CN204946438U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 羅蕃莛
• 申請（專利權）人: 羅蕃莛
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 楊代禎

技術領域

本實用新型涉及一種物理教學儀器，特別是一種伯努利原理研究的實驗裝置。

背景技術

現有技術中，有關研究伯努利原理的實驗裝置較多，其中的典型實驗是：將玻璃管的左右兩側加工成一側粗、一側細的形狀，在玻璃管下方連接U形管，在U形管內裝入有色水。當向玻璃管吹入氣流時，細管內的氣流速度明顯快于粗管內的氣流速度；可觀察到與細管連通的U形管一側內的液面上升，說明流速較快的氣體對下方液面的壓強較小；同時觀察到與粗管連通的U形管另一側內的液面下降，說明流速較慢的氣體對下方液面的壓強較大，從而說明氣體壓強與流速關系：對于流動的氣體，在流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大。

上述實驗的缺點是：玻璃管各處的粗細大小固定不變，當吹入一定流速的氣體時，粗管內與細管內的流速只能隨外加流體流速的增大而增大，隨外加流體流速的減小而減小，也就是粗管內與細管內的流速之比不能改變，即使多次實驗，每次得到的僅僅是尺度基本相同的實驗現象，具體表現為U形管兩側液面的高度差基本相同，導致實驗現象的說服力很差，這是導致學生認識不深刻，理解不到位的主要原因。

另外，現有研究伯努利原理的實驗裝置中，不少裝置是以液柱的高低來顯示壓強的大小。這類裝置要么只能以氣體為流體,研究氣體壓強與流速之間的關系，要么只能以液體為流體,研究液體壓強與流速之間的關系。采用兩種裝置分別研究液體與氣體這兩種流體的壓強，成本高，攜帶不便，缺少一種既能以液體為流體又能以氣體為流體的實驗裝置。

上述裝置只能以液體或氣體為流體的原因是：以氣體為流體的實驗裝置，其裝置的下方設有向下伸出的U形管，U形管內裝入有色液體，以管內左右兩側液柱的高低來顯示壓強的大小，如上所述，該類裝置不能以流動的液體為研究對象，否則，流入的液體會和下方的液柱混合，導致不能再用液柱的高低顯示壓強大小。

同樣的，以液體為流體的實驗裝置，裝置的上方設有兩根或兩根以上豎立的直管作為測壓管，以各測壓管內液柱的高低來表示各處壓強大小，若下方無液體支撐，則測壓管內的液體會下落。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供一種伯努利原理研究的實驗裝置，一方面，能夠調節管道內通道的寬窄程度，從而在充入一定流速的流體時，能夠大幅度改變地調節流速，觀察流速改變所帶來的現象變化，以在流速的快慢變化與實驗現象之間建立起令人信服的因果關系，增強實驗說服力；另一方面，既能以液體流體為研究對象，又能以氣體流體為研究對象。

本實用新型所采用的技術方案是：一種伯努利原理研究的實驗裝置，包括平放的兩端開口的透明管、與透明管相連的測壓管、以及支架，其特征在于：所述透明管由軟質透明材料制作而成，所述測壓管呈M形，也就是測壓管由兩個U形管連接而成，所述測壓管的兩端分別連接在透明管兩側的上方，所述測壓管中部的凹陷處裝有染色液體，以用管內染色液體兩端液面的高度差來表示透明管兩側處流體壓強的大小。

所述透明管兩側的上方分別設有向上伸出的側管，所述測壓管連接在側管上，所述透明管懸空固定在支架上，以便用手指擠壓調節透明管兩側的通道大小，從而改變流體在透明管兩側的流速。

所述支架由底座、固定在底座上的支撐腳、固定支撐腳上方的連接圈、固定在連接圈上方的面板構成，所述透明管的兩側分別插接在兩側的連接圈內，所述面板上設有連接測壓管的卡扣，所述面板中部還設有水平線和數字，以指示測壓管內染色液體兩端液面的高度差，所述面板兩側的下方分別設有供手部伸入的缺口。

采用上述結構后，將流動的液體或氣體從透明管的一側導入，將手從缺口處伸入，擠壓軟質透明管的左側或右側，可大幅度地調節透明管內通道在該處的寬窄程度，從而明顯地改變該處流體的流速，對比觀察M形測壓管內液面兩端的高度差，可得出流速變化對流體壓強的影響。

本實用新型的有益效果是：多次左右對比地擠壓軟質透明管，使管道內通道在“左窄右寬”、和“左寬右窄”之間變化，對應地，M形測壓管內液面高度差會在“左高右低”、和“左低右高”之間變化，不僅現象有趣，還有利于加深感性認識，增強實驗說服力。從根本上克服了傳統實驗不能改變管道內通道的寬窄程度，導致實驗現象單一、認識不深刻、理解不到位的困難。M形測壓管中部的凹陷處裝有染色液體,既能研究液體壓強與流速間的關系,又能研究氣體壓強與流速間的關系,具有結構簡單、成本低、易于推廣的優點。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；