本發(fā)明屬于流體力學教學，尤其涉及一種流體力學用教學演示裝置及其使用方法。

背景技術：

1、流體力學是力學的一個分支，專門研究流體（包括氣體和液體）的靜態(tài)和動態(tài)行為，它涉及流體的運動規(guī)律、流體與固體之間的相互作用以及流體內(nèi)部的能量和動量傳遞，流體力學的研究對于理解和預測自然環(huán)境中的現(xiàn)象（如海洋流動）以及工程應用（水力發(fā)電和管道輸送）至關重要，而在流體力學中，水流在不同傾斜角度下流速的變化是一個復雜的流體動力學問題，需要通過教學演示裝置綜合分析，通過教學演示水流在不同傾斜角度下流速的原理，可以幫助學生理解流體動力學的基本概念，如重力、壓力、粘性力等對水流速度的影響。

2、但是上述裝置在實施的過程中仍存在以下問題：

3、現(xiàn)有技術使得水流在不同傾斜角度下流速的變化是一個復雜的流體動力學問題，而現(xiàn)在課堂上在教學水流在不同傾斜角度下流速的變化時，都停留在課本上，全靠學生在腦中自我理解，不進行實踐可能會導致學生對科學方法的理解和應用不足，所以特提出一種流體力學用教學演示裝置及其使用方法解決以上問題。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種流體力學用教學演示裝置及其使用方法，具備實踐教學演示的優(yōu)點，可以克服上述問題或者至少部分地解決了課堂上在教學水流在不同傾斜角度下流速的變化時，都停留在課本上，全靠學生在腦中自我理解，不進行實踐可能會導致學生對科學方法的理解和應用不足的問題。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種流體力學用教學演示裝置及其使用方法，包括演示設備、循環(huán)槽、排水槽、儲水槽、隔板和plc控制器，所述循環(huán)槽開設于演示設備的頂部，所述排水槽開設于循環(huán)槽內(nèi)腔的后側，所述儲水槽開設于排水槽的后側，所述隔板固定連接于循環(huán)槽的內(nèi)腔，所述演示設備的左側與plc控制器固定安裝；

3、用于將循環(huán)槽內(nèi)水循環(huán)到儲水槽內(nèi)腔的循環(huán)組件，所述循環(huán)組件包括水泵，所述水泵的底部與循環(huán)槽固定安裝，所述水泵的頂部固定連通有連接管，所述連接管的頂部固定連通有u形管，所述u形管的頂部與儲水槽固定連通；

4、所述排水槽內(nèi)腔的底部固定連接有連接板，所述連接板前側的左側和右側均通過轉軸轉動連接有調節(jié)板，且調節(jié)板處于隔板的左側和右側，所述連接板和調節(jié)板的頂部固定連接有隔水軟墊，兩個所述調節(jié)板相反的一側均固定連接有轉桿，所述轉桿的內(nèi)腔設置有回彈組件，所述調節(jié)板的頂部固定連接有網(wǎng)洞板；

5、用于擠壓水排出的排水組件，所述排水組件設置于演示設備的后側，所述排水組件包括伺服電機，所述伺服電機的前側與演示設備固定連接，所述伺服電機的輸出端固定連接有第一齒輪，所述第一齒輪的右側活動連接有第二齒輪，所述第一齒輪的前側固定連接有第一螺桿，所述儲水槽的內(nèi)腔活動連接有推板，所述第一螺桿的前側貫穿演示設備和推板并通過軸承座與儲水槽內(nèi)壁轉動連接，且第一螺桿與推板螺紋連接，所述儲水槽內(nèi)腔的頂部和底部均固定連接有限制板；

6、所述演示設備的右側設置有聯(lián)動組件，所述演示設備的頂部設置有吸附組件，所述吸附組件底部的左側和右側均設置有演示組件。

7、作為本發(fā)明優(yōu)選的，所述兩個所述轉桿相反的一側均貫穿循環(huán)槽并固定連接有標識板，所述表示板遠離轉桿的一側固定連接有握桿，所述演示設備的左側和右側均開設有與標識板配合使用的角度標示槽。

8、作為本發(fā)明優(yōu)選的，所述演示設備的左側和右側均開設有插接槽，且插接槽的數(shù)量為多個，所述插接槽的內(nèi)腔插接連接有插接板，所述插接板靠近標識板的一側與標識板固定連接。

9、作為本發(fā)明優(yōu)選的，所述回彈組件包括容納槽，所述容納槽開設于轉桿的內(nèi)腔，所述容納槽的內(nèi)腔活動連接有方形板，所述方形板靠近標識板一側的頂部和底部均固定連接有配合桿，所述配合桿的表面套設有第一彈簧，所述配合桿靠近標識板的一側貫穿容納槽并與標識板固定連接。

10、作為本發(fā)明優(yōu)選的，所述聯(lián)動組件包括第三齒輪，所述演示設備的右側固定連接有定位板，所述第三齒輪的前側固定連接有第二螺桿，且第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪通過齒帶嚙合連接，所述演示設備的頂部活動連接有聯(lián)動板，所述第二螺桿的前側貫穿定位板和聯(lián)動板并延伸至聯(lián)動板的前側，且聯(lián)動板與第二螺桿螺紋連接，所述第二螺桿的表面固定連接有轉動塊，所述定位板靠近轉動塊的一側開設有與轉動塊配合使用的轉動槽，所述轉動塊滑動連接于轉動槽的內(nèi)腔。

11、作為本發(fā)明優(yōu)選的，所述演示設備的右側固定連接有穩(wěn)定板，所述穩(wěn)定板的前側固定連接有穩(wěn)定桿，所述穩(wěn)定桿的前側貫穿聯(lián)動板并延伸至聯(lián)動板的前側。

12、作為本發(fā)明優(yōu)選的，所述吸附組件包括橫板，所述橫板的左側和右側均與循環(huán)槽內(nèi)壁固定連接，所述橫板頂部的左側和右側均開設有滑行槽，所述滑行槽的內(nèi)腔滑動連接有滑行板，所述滑行板前側的左側和右側均固定連接有第二彈簧，所述第二彈簧的前側與滑行槽內(nèi)壁固定連接，所述滑行板的底部固定連接有磁塊。

13、作為本發(fā)明優(yōu)選的，所述演示組件包括對接件，所述對接件的頂部與橫板固定連接，所述對接件的底部活動連接有浮體，所述浮體的頂部固定連接有鐵塊，且磁塊可與鐵塊相互吸附，所述浮體的底部固定連接有擋塊。

14、作為本發(fā)明優(yōu)選的，第一步：將大量的水倒入到演示設備頂部的循環(huán)槽內(nèi)，隨后通過plc控制器控制水泵開啟，水泵開啟會將循環(huán)槽內(nèi)的水抽入到連接管和u形管內(nèi)，隨后水會通過u形管排入到儲水槽內(nèi)；

15、第二步：隨后握緊握桿并拉動標識板，標識板移動會帶動配合桿在容納槽內(nèi)移動，配合桿移動會帶動方形板移動，方形板移動會擠壓第一彈簧，當標識板帶動插接板脫離插接槽后，旋轉標識板帶動轉桿旋轉，轉桿旋轉會帶動調節(jié)板調節(jié)到合適角度，這時松開握桿，第一彈簧發(fā)生彈性形變會帶動方形板回到原處，方形板會帶動配合桿上連接的標識板與演示設備貼合，這時插接板就會插入到合適位置的插接槽內(nèi)，之后則可以調節(jié)兩個調節(jié)板到不同角度；

16、第三步：當需要演示浮體在不同傾斜角度下的流速時，通過plc控制器開啟伺服電機，伺服電機的輸出端旋轉會帶動第一齒輪旋轉，第一齒輪旋轉會通過齒帶帶動第二齒輪旋轉，第二齒輪旋轉會帶動第一螺桿旋轉，第一螺桿旋轉會帶動儲水槽內(nèi)的推板移動，推板移動擠壓擠壓儲水槽內(nèi)的水通過排水槽排出，水就會流通到調節(jié)板的頂部；

17、第四步：而第二齒輪旋轉會通過齒帶拉扯第三齒輪旋轉，第三齒輪旋轉會帶動第二螺桿旋轉，第二螺桿旋轉會帶動與其螺紋連接的聯(lián)動板移動，聯(lián)動板移動會推動滑行板，滑行板在滑行槽內(nèi)移動會擠壓第二彈簧并帶動磁塊不與鐵塊對齊，當磁塊與鐵塊不在相互吸附時；

18、第五步：浮體在對接件的底部會下降，當浮體與調節(jié)板頂部流動的水接觸后，兩個浮體會因為不同角度的調節(jié)板，而移動的速度不一樣；

19、第六步：當浮體移動到調節(jié)板的后側時，網(wǎng)洞板可以對浮體進行攔截，調節(jié)板上流動的水隨后還會流動到循環(huán)槽，這樣水泵還可以將循環(huán)的水進行二次使用。

20、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下：

21、1、本發(fā)明新型通過設置plc控制器、循環(huán)組件、回彈組件、排水組件、聯(lián)動組件、吸附組件和演示組件的配合使用，當浮體與調節(jié)板頂部流動的水接觸后，兩個浮體會因為不同角度的調節(jié)板，而移動的速度不一樣，解決了課堂上在教學水流在不同傾斜角度下流速的變化時，都停留在課本上，全靠學生在腦中自我理解，不進行實踐可能會導致學生對科學方法的理解和應用不足的問題。

22、2、本發(fā)明通過設置標識板、握桿和角度標示槽，握緊握桿可以帶動標識板旋轉，標識板旋轉會帶動轉桿旋轉，而標識板可以與角度標示槽進行配合，這樣可以準確調節(jié)轉桿和調節(jié)板的角度。

23、3、本發(fā)明通過設置插接槽和插接板，標識板帶動插接板插入到插接槽內(nèi)時，可以對轉桿的位置進行固定，而多個插接槽可以對插接板對接，這樣標識板旋轉到不同角度時都可以進行定位。

24、4、本發(fā)明通過設置回彈組件，標識板與演示設備接觸后，通過第一彈簧對方形板的擠壓力，這樣方形板即可通過配合桿拉扯標識板，這樣標識板不會發(fā)生帶動插接板脫離插接槽。

25、5、本發(fā)明通過設置聯(lián)動組件，伺服電機旋轉時，第一齒輪會通過齒帶帶動第三齒輪旋轉，第三齒輪旋轉會帶動聯(lián)動板移動，這樣推板在儲水槽內(nèi)推水時，也可以帶動聯(lián)動板推動滑行板。

26、6、本發(fā)明通過設置穩(wěn)定板和穩(wěn)定桿，聯(lián)動板在被第二螺桿所帶動時，穩(wěn)定桿和穩(wěn)定板可以對聯(lián)動板的移動行程進行控制，這樣聯(lián)動板移動時不會被第二螺桿帶動旋轉。

27、7、本發(fā)明通過設置吸附組件，磁鐵的磁力會穿過對接件所對鐵塊進行吸附。這樣浮體會連接在對接件的底部，滑行板和滑動槽可以對磁塊的移動位置進行控制，第二彈簧可以自行帶動滑行板回到原處。

28、8、本發(fā)明通過設置演示組件，當磁塊不在與鐵塊對齊后，浮體在對接件的底部會下降，而擋塊可以對浮體進行限位，這樣磁塊帶動鐵塊移動時，浮體不會杯磁塊帶走。