专利名称:一种定量分析气体伯努利方程的实验装置
专 利 号: CN201921906614.0
专利权人:杨兵
项目介绍:本实用新型公开了一种定量分析气体伯努利方程的实验装置,包括:箱体;其特征在于:所述箱体为侧面开口的五面箱体;所述箱体的一面开有抽气口,箱体的外面安装有抽风机;所述抽风机通过抽气口伸入箱体的内部;所述箱体的内部设置有挡板、气压传感器和位置传感器;所述挡板上安装有推杆,所述推杆延伸到箱体的外面;所述箱体上安装有微处理器和显示屏;所述微处理器分别与气压传感器、位置传感器和显示屏电性连接。本实用新型用气态流体代替液态流体进行伯努利实验,通过数学变换,用测距离代替测流速,降低了实验的操作难度,节约了成本,适合学生做实验用。
一种定量分析气体伯努利方程的实验装置
技术领域
本实用新型涉及实验装置领域,具体是一种定量分析气体伯努利方程的实验装置。
背景技术
在中学或大学的物理实验中,有验证伯努利方程的实验。实验目的是观察流体在稳态流动时,流经不同截面时能量间的转化关系,指导学生能利用伯努利方程解决相关问题。
而目前大多数伯努利方程实验装置是采用液态流体进行实验,使用气态流体进行实验的装置很少,多为利用吹纸法或吹球法来进行演示,此类演示器变量较多、不够严谨。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有技术的不足,提供一种使用气态流体进行伯努利实验的实验装置。
本实用新型是通过以下技术来实现的:
一种定量分析气体伯努利方程的实验装置,包括:箱体;其特征在于:所述箱体为侧面开口的五面箱体;所述箱体的一面开有抽气口,箱体的外面安装有抽风机;所述抽风机通过抽气口伸入箱体的内部;所述箱体的内部设置有挡板、气压传感器和位置传感器;所述挡板上安装有推杆,所述推杆延伸到箱体的外面;所述箱体上安装有微处理器和显示屏;所述微处理器分别与气压传感器、位置传感器和显示屏电性连接。
进一步地,位置传感器采用超声波位置传感器。
本实用新型的使用方法是:打开抽风机,抽风机抽出箱体内的空气,并在箱体内产生恒定流量的气流,推动推杆,推杆带动挡板前进,进而改变箱体的内部体积,这时候气体流速因为箱体的内部体积发生改变而变化;位置传感器和气压传感器测量出挡板移动的距离和气压的变化,将数据传送到微处理器中,并在显示屏上显示出来。
本实用新型的有益效果是:
1、本实用新型结构简单,成本低,适合学生做实验用;
2、用气态流体代替液态流体进行伯努利实验,通过数学变换,用测距离代替测流速,降低了实验的操作难度。
附图说明
图1为本实用新型的实施例的结构示意图。
附图标记含义:1、箱体;2、挡板;3、推杆;4、抽风机;5、位置传感器;6、气压传感器;7、微处理器;8、显示屏。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术方案、目的及其优点更加清楚明白,以下结合附图和实施例,对本实用新型进一步解释说明。
如图1所示,一种定量分析气体伯努利方程的实验装置,包括:箱体1;箱体1为侧面开口的五面箱体,开口作为进气口;箱体1的背面开有抽气口,箱体1的外面安装有抽风机4;抽风机4的抽气管通过抽气口伸入箱体1的内部;箱体1的内部设置有挡板2、气压传感器6和位置传感器5;挡板2安装在抽气口的对面,挡板2上安装有推杆3,推杆3延伸到箱体1的外面,从外面推动推杆3,推杆3再推动挡板2在箱体1移动;挡板2的边缘安装有密封圈,避免气体从挡板2与箱体1的接触处流过,对实验造成影响;气压传感器6和位置传感器5安装在进气口的边缘上,气压传感器6和位置传感器5与抽气口同侧;箱体1上安装有微处理器7和显示屏8;微处理器7分别与气压传感器6、位置传感器5和显示屏8电性连接。
位置传感器5选用超声波位置传感器,用于测量挡板2到位置传感器5的距离;气压传感器6选用BMP280气压传感器,用于测量进气口的空气压力;微处理器7为开发板。
打开抽风机4,抽风机4抽出箱体1内的气体,箱体1内就会产生恒定流量的气流,缓慢推动推杆3,推杆3带动挡板2往抽气口方向移动,进而改变箱体1的进气口的大小及箱体1的内部体积,这时候因为箱体1的内部体积发生变化,流动气体的压强就会发生变化;通过位置传感器5测量出挡板2到位置传感器5的距离,通过气压传感器6测量气压的变化,将数据传送到微处理器7中,并在显示屏8上显示出来。
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式,对于本技术领域的技术人员,在不脱离本实用新型的实施原理前提下,依然可以对所述实施例进行修改,而相应修改方案也应视为本实用新型的保护范围。