專利名稱：水輪機(jī)模擬演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型水輪機(jī)模擬演示器涉及的是一種供小學(xué)自然，初中物理教師和學(xué)生在教授和學(xué)習(xí)水輪機(jī)及水能利用時的一種教具和學(xué)具。
現(xiàn)有演示水能利用和水輪機(jī)的實(shí)驗(yàn)裝置十分簡單，如現(xiàn)行小學(xué)自然，初中物理上的小水輪實(shí)驗(yàn)圖，所系水輪與貯水器分開，師生演示操作很不方便，水流沖下易濺出水池，弄濕桌面和衣物，水流高低人為操作不易掌握，更不好反復(fù)操作，影響教學(xué)效果。
本實(shí)用新型的目的是針對目前演示水能利用和水輪機(jī)的實(shí)驗(yàn)裝置存在不足之處提供一種水輪機(jī)模擬演示器，具有盒式外殼、貯水槽、水輪，為小學(xué)自然和初中物理中關(guān)于水能利用和水輪機(jī)構(gòu)造原理的教學(xué)演示，提供一個結(jié)構(gòu)簡單，科學(xué)合理，使用極為方便的教具和學(xué)具。
水輪機(jī)模擬演示器是采取以下方式實(shí)現(xiàn)的水輪機(jī)模擬演示器結(jié)構(gòu)由盒式外殼、貯水槽、水輪構(gòu)成。盒式外殼為透明殼體，密封，內(nèi)盛裝有潔凈水，在盒式外殼兩端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有貯水槽，貯水盒有固定式貯水槽與移動式貯水槽，貯水槽底有流水孔，水輪設(shè)置在盒式外殼內(nèi)，距兩端水槽的距離不等，水輪具有水輪盤，水輪盤上裝有水輪葉片，水軸軸裝在水輪盤中部，支承在固定于盒式外殼兩內(nèi)側(cè)的軸套上。水輪在盒式外殼內(nèi)由貯水槽底流水小孔流出水流沖擊能靈活轉(zhuǎn)動。
演示操作及工作原理，水輪機(jī)就是利用水流的力量沖擊葉輪使之轉(zhuǎn)動。演示操作時將水輪機(jī)模擬演示器靠近水輪那端的貯水槽朝下豎直晃動，使水進(jìn)入下面的貯水槽，迅速倒轉(zhuǎn)水輪機(jī)，且豎立于桌面上，上端貯水槽里的水則從上端貯水槽底部的小孔直流而下，沖擊水輪葉片，水輪轉(zhuǎn)動，注意觀察水輪轉(zhuǎn)動速度。
待上端貯水槽里的水流定后，再豎直晃動水輪機(jī)，使水進(jìn)入離水輪較遠(yuǎn)那端的貯水槽，再迅速將水輪機(jī)模擬演示器側(cè)轉(zhuǎn)，使有水貯水槽在上面，且將水輪機(jī)立在桌面上，水流則從上端貯水槽底部小孔直流而下，沖擊水輪葉片，小輪轉(zhuǎn)動，注意觀察水輪轉(zhuǎn)動的速度。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩個原理1、水流由高處流下，沖擊水輪葉片，水輪轉(zhuǎn)動，證明水流有力量。水流的力量使水輪轉(zhuǎn)動，水輪轉(zhuǎn)動可以帶動其他機(jī)器(如發(fā)電機(jī)，磨粉機(jī)等)轉(zhuǎn)動，這就是通過水輪機(jī)利用水能，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電或帶動其他機(jī)械轉(zhuǎn)動的模擬實(shí)驗(yàn)裝置。用物理學(xué)上能量的轉(zhuǎn)換理論來分析，也就是將水的重力勢能E勢=mgh轉(zhuǎn)化為水輪的動能E動，水輪的動能再轉(zhuǎn)化成電能或其他機(jī)械能。這就是水能利用的科學(xué)原理。
2、兩次實(shí)驗(yàn)，水流的量相同(水流的量m相同，水流小孔大小一樣，即單位時間內(nèi)流下的水的量相同)，而水流貯水槽距離水輪的高度(h)不同水流沖擊水輪葉片的力大小就不同，葉輪轉(zhuǎn)動速度相應(yīng)也就不一樣。前者實(shí)驗(yàn)時貯水槽距水輪的高度較低，葉輪轉(zhuǎn)動速度較慢，后者實(shí)驗(yàn)時，貯水槽距小輪的高度較高，葉輪轉(zhuǎn)動速度較快。這證明了E勢轉(zhuǎn)化成E動時，由于E勢=mgh，在m、g不變情況下，h越大，即水位越高。E勢越大轉(zhuǎn)化成E動也就越大，所以水輪轉(zhuǎn)動速度快，反之，h越小，E勢就小，轉(zhuǎn)化成E動也就相應(yīng)的小，水累轉(zhuǎn)動速度相應(yīng)較慢。
優(yōu)點(diǎn)1、設(shè)計(jì)與構(gòu)造科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，水輪機(jī)盒兩端有一個貯水槽，上下相通，水是(m)不變，水流小孔大小一樣，只是水流高度(h)不一樣，使實(shí)驗(yàn)條件嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)驗(yàn)觀察明顯結(jié)果符合科學(xué)原理。2、該水輪機(jī)模擬演示器、水和水輪密封在同一個機(jī)盒里，可反復(fù)使用操作，水反復(fù)使用，不會外溢。使用極為方便。3、若稍為變更設(shè)計(jì)，將水輪置于兩端貯水槽的中點(diǎn)位置，供水流高度(h)不變，而將兩貯水槽底部的水流小孔成大小不一，那么實(shí)驗(yàn)時單位時間內(nèi)從貯水槽流下的水的量(m)不一樣，則水輪轉(zhuǎn)動的速度也相應(yīng)不同，水流小孔較大的，水輪轉(zhuǎn)動速度就較快；水流小孔較小的，水輪轉(zhuǎn)動的速度就較慢。
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是水輪機(jī)模擬演示器結(jié)構(gòu)示意圖。
參照附圖水輪機(jī)模擬演示器結(jié)構(gòu)由盒式外殼(1)、貯水槽、水輪(3)三部分構(gòu)成，盒式外殼為透明殼體，長方體，密封盒式可采用透明塑料制成，內(nèi)盛裝有潔凈水。在盒式外殼(1)兩端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有貯水槽，一端貯水槽由“”形隔板(8)在盒式外殼一端內(nèi)隔出為固定式貯水槽(10)，隔板寬度與機(jī)盒兩側(cè)厚度一致，便于密封貯水槽底隔板(8)靠近機(jī)盒側(cè)壁開有流水孔(9)，另一端貯水槽為移動式貯水槽(2)，該貯水槽為盒體狀，移動式貯水槽下部兩側(cè)各有一個通水孔(11)、(12)，兩通水孔大小不一致，小孔(12)與固定式貯水槽(2)流水孔(9)大小一致。水輪(3)設(shè)置在盒式外殼內(nèi)，距兩端水槽的距離不等，水輪具有水輪盤(4)，水輪盤上裝有6片水輪葉片(5)，水輪軸(6)裝在水輪盤(4)中部，支承在固定于盒式外殼(1)兩內(nèi)側(cè)的軸套上，便于輪軸(6)靈活轉(zhuǎn)動。水輪可采用塑料材料，經(jīng)模具壓制而成。在盒式外殼側(cè)面設(shè)有二個側(cè)孔，裝有塑料螺絲(7)密封，側(cè)孔用于給封裝好的盒式外殼內(nèi)注入潔凈水。
權(quán)利要求1.一種水輪機(jī)模擬演示器，其特征是其結(jié)構(gòu)由盒式外殼、貯水槽、水輪構(gòu)成，在盒式外殼兩端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有貯水槽，水輪設(shè)置在盒式外殼內(nèi)，距兩端水槽的距離不等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)模擬演示器，其特征是盒式外殼為透明殼體，密封，內(nèi)盛裝有潔凈水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)模擬演示器，其特征是貯水槽有固定式貯水槽與移動式貯水槽，固定式貯水槽由
形隔板在盒式外殼一端內(nèi)隔出，隔板靠近機(jī)盒側(cè)壁開有流水孔，移動式貯水槽為盒體狀，在移動式貯水槽下部兩側(cè)各有一個通水孔，兩通水孔大小不一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)模擬演示器，其特征是水輪具有水輪盤，水輪盤上裝有水輪葉片，水輪軸裝在水輪盤中部，支承在固定于盒式外殼兩內(nèi)側(cè)的軸套上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪機(jī)模擬演示器，其特征是在盒式外殼側(cè)面設(shè)有二個側(cè)孔，裝有塑料螺絲。
專利摘要本實(shí)用新型水輪機(jī)模擬演示器涉及的是一種供小學(xué)自然,初中物理教師和學(xué)生在教授和學(xué)習(xí)水輪機(jī)及水能利用時的一種教具和學(xué)具。其結(jié)構(gòu)由盒式外殼、貯水槽、水輪構(gòu)成,在盒式外殼兩端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有貯水槽,水輪設(shè)置在盒式外殼內(nèi),距兩端水槽的距離不等。盒式外殼為透明殼體,密封,內(nèi)盛裝有潔凈水。貯水槽有固定式貯水槽與移動式貯水槽。
文檔編號G09B9/06GK2315603SQ9724732
公開日1999年4月21日 申請日期1997年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月23日
發(fā)明者陳軍 申請人:陳軍