[發(fā)明專利]伯努利方程實驗儀及使用其驗證伯努利方程的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611195880.8
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106816065B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳炳坤;歐陽祥云
• 申請（專利權(quán)）人: 陳炳坤;歐陽祥云
• 主分類號: G09B23/12
• 分類號: G09B23/12
• 代理公司: 北京卓恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

伯努利方程實驗儀及使用其驗證伯努利方程的方法，該實驗儀包括支架1，支架1安裝在支架座2上，支架座2一側(cè)放置有燒杯3，支架1在與燒杯3同一側(cè)上部設(shè)有垂直于支架1的豎直桿向外伸出的第一支架片4，第一支架片4上設(shè)有第一軸承5，T型三通管6的豎直管穿過第一軸承5與第一支架片4豎直向下沒入燒杯3，電機7、轉(zhuǎn)數(shù)記錄器8及數(shù)位化激光轉(zhuǎn)速計9均設(shè)置在支架1上部的橫桿上，電機7與T型三通管6連接，轉(zhuǎn)數(shù)記錄器8與電機7連接，支架1上設(shè)置數(shù)位化激光轉(zhuǎn)速計9的橫桿處開有激光小孔10，T型三通管6的橫管在與激光小孔10豎直對齊處設(shè)有感光紙片貼11，測量裝置12用于測量T型三通管6的豎直管的水位上升高度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物理教學儀器，尤其涉及一種可以驗證伯努利方程的實驗裝置及使用其驗證伯努利方程的方法。

背景技術(shù)

在一個流體系統(tǒng)，比如氣流中，流速越快，流體產(chǎn)生的壓力就越小，這就是“伯努利定律”。伯努利效應適用于包括氣體在內(nèi)的一切流體，是流體做穩(wěn)定流動時的基本現(xiàn)象之一，反映出流體的流速與壓強的關(guān)系，流體的流速越大，壓強越小；流體的流速越小，壓強越大。相應地，伯努利方程是水力學三大基本方程之一，在工程設(shè)計中有大量的應用。

“伯努利方程實驗儀”則是用于大學物理流體力學的教與學需要的定量驗證實驗儀。目前，大學實驗室里現(xiàn)有的“伯努利方程實驗儀”，用的是測水在不同橫截面時的流速和壓強大小，來驗證“伯努利方程”成立，其設(shè)計復雜，誤差大。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種伯努利方程實驗儀，其操作簡單、驗證有效且成本低廉。

根據(jù)本發(fā)明的第一種實施方案，提供一種伯努利方程實驗儀：

一種伯努利方程實驗儀，它包括支架、支架座、燒杯、第一支架片、第一軸承、T型三通管、電機、轉(zhuǎn)數(shù)記錄器、數(shù)位化激光轉(zhuǎn)速計、激光小孔、感光紙片貼及測量裝置，其中支架安裝在支架座上。支架座一側(cè)(例如左側(cè))放置有燒杯，支架在與燒杯同一側(cè)上部設(shè)有垂直于支架的豎直桿向外伸出的第一支架片。第一支架片上設(shè)有第一軸承，T型三通管的豎直管穿過第一軸承與第一支架片豎直向下沒入燒杯。電機、轉(zhuǎn)數(shù)記錄器及數(shù)位化激光轉(zhuǎn)速計均設(shè)置在支架上部的橫桿上。電機與T型三通管連接，轉(zhuǎn)數(shù)記錄器與電機連接，支架上設(shè)置數(shù)位化激光轉(zhuǎn)速計的橫桿處開有激光小孔。T型三通管的橫管在與激光小孔豎直對齊處設(shè)有感光紙片貼。測量裝置用于測量T型三通管的豎直管內(nèi)的水位上升高度。

優(yōu)選的是，支架在設(shè)有第一支架片的同一側(cè)設(shè)有與第一支架片對齊的第二支架片，第二支架片的高度低于第一支架片的高度。

優(yōu)選的是，第二支架片上設(shè)有第二軸承。

在本發(fā)明中，第一支架片、第一軸承、第二支架片及第二軸承四者的中心在同一豎直線上，T型三通管的豎直管依次穿過第一軸承、第一支架片、第二軸承及第二支架片豎直向下沒入燒杯。第一軸承和第二軸承用于支撐T型三通管的豎直管的旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)數(shù)記錄器用于記錄T型三通管的轉(zhuǎn)速n。

在本發(fā)明中，該實驗儀還包括計時裝置，用于記錄T型三通管旋轉(zhuǎn)的時間t。

在本發(fā)明中，數(shù)位化激光轉(zhuǎn)速計、激光小孔及感光紙片貼三者的中心在同一豎直線上，數(shù)位化激光轉(zhuǎn)速計用于根據(jù)T型三通管的轉(zhuǎn)數(shù)n和時間t得出T型三通管的角速度。

優(yōu)選的是，T型三通管由透明材質(zhì)(例如玻璃、塑料)制成。

優(yōu)選的是，電機為直流電機。

在本申請中，支架可設(shè)置為框形，包括豎直桿與上部的橫桿。電機優(yōu)選為直流電機，用于驅(qū)動T型三通管轉(zhuǎn)動。T型三通管的豎直管管口的線速度即為空氣相對管口的流速。為方便測量水位上升高度，T型三通管由透明材質(zhì)制成，例如T型玻璃管。