一種龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的演示儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的演示儀，屬于教學(xué)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)演示儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。技術(shù)方案：水槽（2）的側(cè)面設(shè)置電風(fēng)扇（8），電風(fēng)扇的風(fēng)力軸線與水槽水面平行，電風(fēng)扇的風(fēng)力軸線高出水槽水面300毫米；水槽的一個(gè)側(cè)面設(shè)置水泵（1）和沙盒（3），水槽的底部設(shè)有吸水口（11），水槽上部設(shè)有進(jìn)水口，水泵的進(jìn)水管（5）與吸水口相連通，水泵的排水管（4）與進(jìn)水口相連通；沙盒的底部設(shè)有漏沙孔（13）。本實(shí)用新型模仿自然方法把空氣、水和沙子這三種形態(tài)的物體流動(dòng)時(shí)所形成的旋渦，同時(shí)展示在人們面前，讓人們用逐步推理的方法解開龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的科學(xué)之謎，為相關(guān)研究提供方便，為教學(xué)提供使用的演示儀器，便于直觀教學(xué)。
【專利說明】—種龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的演示儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的演示儀，屬于教學(xué)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)演示儀器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩，這幾種自然現(xiàn)象是自然科學(xué)界的未解之謎。特別是龍卷風(fēng)它來得急消失的也很快，很難預(yù)測龍卷風(fēng)發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)；因此，研究龍卷風(fēng)的人很難真正看到或捕捉到龍卷風(fēng)，給研究工作帶來困難；雖然有一些人用人工方法形成了龍卷風(fēng)，但是這種人工龍卷風(fēng)與自然龍卷風(fēng)有很大差別。同樣，水旋渦和沙窩也沒有專用的演示儀，很難開展有效的研究。在中小學(xué)、大學(xué)的課堂上，由于沒有專用的龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩演示儀器，教師的講解十分枯燥，學(xué)生也很難直觀感受到龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩，不利于知識(shí)的掌握和傳播。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型目的是提供一種龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的演示儀，模仿自然方法形成龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩，把空氣、水和沙子這三種形態(tài)的物體流動(dòng)時(shí)所形成的旋渦，同時(shí)展示在人們面前，讓人們用逐步推理的方法解開龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的科學(xué)之謎，為相關(guān)研究提供方便，為教學(xué)提供使用的演示儀器，解決【背景技術(shù)】中存在的上述問題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0005]一種龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的演示儀，包含水泵、水槽、沙盒、排水管、進(jìn)水管、流沙開關(guān)、電風(fēng)扇、支架、水槽架、吸水口、欄板和漏沙孔，水槽設(shè)置在水槽架上，水槽的側(cè)面設(shè)置電風(fēng)扇，電風(fēng)扇的風(fēng)力軸線與水槽水面平行，電風(fēng)扇的風(fēng)力軸線高出水槽水面300毫米，電風(fēng)扇放置在支架上；水槽的一個(gè)側(cè)面設(shè)置水泵和沙盒，水槽的底部設(shè)有吸水口，水槽上部設(shè)有進(jìn)水口，水泵的進(jìn)水管與吸水口相連通，水泵的排水管與進(jìn)水口相連通；沙盒的底部設(shè)有漏沙孔，漏沙孔上設(shè)有流沙開關(guān)。
[0006]所述水槽的另一個(gè)側(cè)面設(shè)有龍卷風(fēng)模型，龍卷風(fēng)模型為螺旋上升的倒錐形彈簧，龍卷風(fēng)模型中心設(shè)有立柱，立柱與水槽水面垂直，龍卷風(fēng)模型盤繞在立柱上；螺旋式用來表示龍卷風(fēng)旋轉(zhuǎn)氣流走過的軌跡長4米，中間立柱表示龍卷風(fēng)形成之前上升的氣流,立柱高0.5米，龍卷風(fēng)沿螺旋軌跡走過的距離比直線距離大8倍，如果龍卷風(fēng)與直線上升的氣流同時(shí)到達(dá)0.5米高處。那么龍卷風(fēng)的風(fēng)速比直線風(fēng)速大8倍，龍卷風(fēng)模型是用來描述龍卷風(fēng)的旋轉(zhuǎn)速度大小的。
[0007]使用本實(shí)用新型，分別演示龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩。水槽內(nèi)加滿水，在沙盒內(nèi)裝滿沙子。當(dāng)電風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)起來時(shí)在水面以上300毫米的空間就形成了類似龍卷風(fēng)的上升氣流，如果風(fēng)力足夠大，上升氣流把水卷起來形成水龍卷，演示龍卷風(fēng)形成。當(dāng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)抽水時(shí)，在吸水口上方的水面下方就形成水旋渦。打開沙盒底部的流沙開關(guān)，沙子往下流動(dòng)時(shí)，在沙箱表面就形成一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的沙窩。
[0008]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩演示，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，使用方便，耗電量小，可在室內(nèi)外做實(shí)驗(yàn)，對環(huán)境沒有污染，屬于無公害、環(huán)保型產(chǎn)品。本實(shí)用新型不是民用產(chǎn)品，它適用在中學(xué)、大學(xué)做教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。
[0009]本實(shí)用新型的積極效果是:模仿自然方法形成龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩，把空氣、水和沙子這三種形態(tài)的物體流動(dòng)時(shí)所形成的旋渦，同時(shí)展示在人們面前，讓人們用逐步推理的方法解開龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的科學(xué)之謎，為相關(guān)研究提供方便，為教學(xué)提供使用的演示儀器，便于直觀教學(xué)，幫助學(xué)生了解龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的形成和特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例示意圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例俯視示意圖；
[0012]圖中:水泵1、水槽2、沙盒3、排水管4、進(jìn)水管5、流沙開關(guān)6、上升氣流7、電風(fēng)扇8、支架9、水槽架10、吸水口 11、漏沙孔13、龍卷風(fēng)模型14、氣柱15。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明
[0014]一種龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的演示儀，包含水泵1、水槽2、沙盒3、排水管4、進(jìn)水管5、流沙開關(guān)6、電風(fēng)扇8、支架9、水槽架10、吸水口 11、欄板和漏沙孔13，水槽2設(shè)置在水槽架10上，水槽2的側(cè)面設(shè)置電風(fēng)扇8，電風(fēng)扇的風(fēng)力軸線與水槽水面平行，電風(fēng)扇的風(fēng)力軸線高出水槽水面300毫米，電風(fēng)扇8放置在支架9上；水槽2的一個(gè)側(cè)面設(shè)置水泵I和沙盒3，水槽的底部設(shè)有吸水口 11，水槽上部設(shè)有進(jìn)水口，水泵I的進(jìn)水管5與吸水口 11相連通，水泵I的排水管4與進(jìn)水口相連通；沙盒3的底部設(shè)有漏沙孔13，漏沙孔13上設(shè)有流沙開關(guān)6。
[0015]所述水槽2的另一個(gè)側(cè)面設(shè)有龍卷風(fēng)模型14，龍卷風(fēng)模型14為螺旋上升的倒錐形彈簧，龍卷風(fēng)模型14中心設(shè)有立柱，立柱15與水槽水面垂直，龍卷風(fēng)模型14盤繞在立柱15上；螺旋式用來表示龍卷風(fēng)旋轉(zhuǎn)氣流走過的軌跡長4米,中間立柱表示龍卷風(fēng)形成之前上升的氣流，立柱高0.5米，龍卷風(fēng)沿螺旋軌跡走過的距離比直線距離大8倍，如果龍卷風(fēng)與直線上升的氣流同時(shí)到達(dá)0.5米高處。那么龍卷風(fēng)的風(fēng)速比直線風(fēng)速大8倍，龍卷風(fēng)模型是用來描述龍卷風(fēng)的旋轉(zhuǎn)速度大小的。
[0016]本實(shí)用新型龍卷風(fēng)、水旋渦、沙窩形成的演示過程是:
[0017]沙窩:在沙盒3內(nèi)裝滿沙子，打開流沙開關(guān)6，沙子從漏沙孔13中流出，沙子在沙盒3表面中形成一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的沙窩；由于沙子往下流動(dòng)形成一個(gè)“I”字形的沙流，沙盒3內(nèi)的沙子沒有產(chǎn)生水平流動(dòng)，沒有水平方向的推力來推動(dòng)“ I ”字形沙流發(fā)生扭轉(zhuǎn)，所以“ I ”字形的沙流就不能旋轉(zhuǎn)起來形成旋渦。
[0018]水旋渦:接通水泵I的電源，水泵I開始旋轉(zhuǎn)抽水，水從吸水口 11吸入進(jìn)水管5,然后進(jìn)入水泵I，再由排水管4流回水槽2 ;在吸水口上方的水流旋轉(zhuǎn)起來形成水旋渦，其旋轉(zhuǎn)原理是:水流向下流動(dòng)時(shí)形成一股向下流動(dòng)的“水柱”，使這里的水位下降，周圍的水就沿水平方向流向“水柱”，這些水流形成一個(gè)“T”字形結(jié)構(gòu)。如果沿水平方向流過來的水流都能沿直線方向平穩(wěn)的沖擊“水柱”中心，“水柱”就不會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)形成旋潤，但是水流是不穩(wěn)定的，它沖擊的“水柱”前后左右來回?cái)[動(dòng)，水平流過來的水流就不能對準(zhǔn)“水柱”中心，如果有一股水流沖擊到“水柱”側(cè)邊緣，那么向下流動(dòng)的“水柱”就會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，水平流過來的水流都沿著“水柱”扭轉(zhuǎn)方向流入“水柱”，這些水流沖擊的“水柱”旋轉(zhuǎn)起來形成了水旋渦。
[0019]龍卷風(fēng):接通電風(fēng)扇8的電源，電風(fēng)扇8旋轉(zhuǎn)起來，在水槽2上方300毫米高處形成水平方向的大風(fēng)，在大風(fēng)的下面氣壓下降，水面上方的空氣快速向上流動(dòng)，這些向上流動(dòng)的氣流內(nèi)部氣壓低于大氣壓強(qiáng)，大氣壓把這些氣流壓縮匯聚成一束細(xì)小的“氣柱”快速向上流動(dòng)；在水平面上的空氣從四面八方流向“氣柱”中心，由于氣流的不穩(wěn)定，使“氣柱”發(fā)生擺動(dòng)，沿水平方向流過來的氣流就不能對準(zhǔn)“氣柱”中心，水平流過來的氣流沖擊到“氣柱”側(cè)邊緣時(shí)“氣柱”發(fā)生扭轉(zhuǎn)，其它氣流都沿“氣柱”旋轉(zhuǎn)，就形成了龍卷風(fēng)。
【權(quán)利要求】
1.一種龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的演示儀，其特征在于:包含水泵(I)、水槽(2)、沙盒(3)、排水管(4)、進(jìn)水管(5)、流沙開關(guān)(6)、電風(fēng)扇(8)、支架(9)、水槽架(10)、吸水口(11)、欄板(12 )和漏沙孔(13 )，水槽(2 )設(shè)置在水槽架(10 )上，水槽(2 )的側(cè)面設(shè)置電風(fēng)扇(8)，電風(fēng)扇的風(fēng)力軸線與水槽水面平行，電風(fēng)扇的風(fēng)力軸線高出水槽水面300毫米，電風(fēng)扇(8)放置在支架(9)上；水槽(2)的一個(gè)側(cè)面設(shè)置水泵(I)和沙盒(3)，水槽的底部設(shè)有吸水口( 11)，水槽上部設(shè)有進(jìn)水口，水泵(I)的進(jìn)水管(5 )與吸水口( 11)相連通，水泵(I)的排水管(4)與進(jìn)水口相連通；沙盒(3)的底部設(shè)有漏沙孔(13)，漏沙孔(13)上設(shè)有流沙開關(guān)(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種龍卷風(fēng)、水旋渦和沙窩的演示儀，其特征在于:所述水槽(2)的另一個(gè)側(cè)面設(shè)有龍卷風(fēng)模型(14)，龍卷風(fēng)模型(14)為螺旋上升的倒錐形彈簧，龍卷風(fēng)模型(14)中心設(shè)有立柱，立柱(15)與水槽水面垂直，龍卷風(fēng)模型(14)盤繞在立柱(15)上。
【文檔編號(hào)】G09B23/00GK204087612SQ201420678051
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】杜春興 申請人:杜春興