一种龙卷风、水旋涡和沙窝的演示仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种龙卷风、水旋涡和沙窝的演示仪，属于教学和科学实验演示仪器【技术领域】。技术方案：水槽（2）的侧面设置电风扇（8），电风扇的风力轴线与水槽水面平行，电风扇的风力轴线高出水槽水面300毫米；水槽的一个侧面设置水泵（1）和沙盒（3），水槽的底部设有吸水口（11），水槽上部设有进水口，水泵的进水管（5）与吸水口相连通，水泵的排水管（4）与进水口相连通；沙盒的底部设有漏沙孔（13）。本实用新型模仿自然方法把空气、水和沙子这三种形态的物体流动时所形成的旋涡，同时展示在人们面前，让人们用逐步推理的方法解开龙卷风、水旋涡和沙窝的科学之谜，为相关研究提供方便，为教学提供使用的演示仪器，便于直观教学。
【专利说明】—种龙卷风、水旋涡和沙窝的演示仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种龙卷风、水旋涡和沙窝的演示仪，属于教学和科学实验演示仪器【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，龙卷风、水旋涡和沙窝，这几种自然现象是自然科学界的未解之谜。特别是龙卷风它来得急消失的也很快，很难预测龙卷风发生的时间和地点；因此，研究龙卷风的人很难真正看到或捕捉到龙卷风，给研究工作带来困难；虽然有一些人用人工方法形成了龙卷风，但是这种人工龙卷风与自然龙卷风有很大差别。同样，水旋涡和沙窝也没有专用的演示仪，很难开展有效的研究。在中小学、大学的课堂上，由于没有专用的龙卷风、水旋涡和沙窝演示仪器，教师的讲解十分枯燥，学生也很难直观感受到龙卷风、水旋涡和沙窝，不利于知识的掌握和传播。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的是提供一种龙卷风、水旋涡和沙窝的演示仪，模仿自然方法形成龙卷风、水旋涡和沙窝，把空气、水和沙子这三种形态的物体流动时所形成的旋涡，同时展示在人们面前，让人们用逐步推理的方法解开龙卷风、水旋涡和沙窝的科学之谜，为相关研究提供方便，为教学提供使用的演示仪器，解决【背景技术】中存在的上述问题。
[0004]本实用新型的技术方案是:
[0005]一种龙卷风、水旋涡和沙窝的演示仪，包含水泵、水槽、沙盒、排水管、进水管、流沙开关、电风扇、支架、水槽架、吸水口、栏板和漏沙孔，水槽设置在水槽架上，水槽的侧面设置电风扇，电风扇的风力轴线与水槽水面平行，电风扇的风力轴线高出水槽水面300毫米，电风扇放置在支架上；水槽的一个侧面设置水泵和沙盒，水槽的底部设有吸水口，水槽上部设有进水口，水泵的进水管与吸水口相连通，水泵的排水管与进水口相连通；沙盒的底部设有漏沙孔，漏沙孔上设有流沙开关。
[0006]所述水槽的另一个侧面设有龙卷风模型，龙卷风模型为螺旋上升的倒锥形弹簧，龙卷风模型中心设有立柱，立柱与水槽水面垂直，龙卷风模型盘绕在立柱上；螺旋式用来表示龙卷风旋转气流走过的轨迹长4米，中间立柱表示龙卷风形成之前上升的气流,立柱高0.5米，龙卷风沿螺旋轨迹走过的距离比直线距离大8倍，如果龙卷风与直线上升的气流同时到达0.5米高处。那么龙卷风的风速比直线风速大8倍，龙卷风模型是用来描述龙卷风的旋转速度大小的。
[0007]使用本实用新型，分别演示龙卷风、水旋涡和沙窝。水槽内加满水，在沙盒内装满沙子。当电风扇旋转起来时在水面以上300毫米的空间就形成了类似龙卷风的上升气流，如果风力足够大，上升气流把水卷起来形成水龙卷，演示龙卷风形成。当水泵运转抽水时，在吸水口上方的水面下方就形成水旋涡。打开沙盒底部的流沙开关，沙子往下流动时，在沙箱表面就形成一个不旋转的沙窝。
[0008]本实用新型实现龙卷风、水旋涡和沙窝演示，结构简单，造价低，使用方便，耗电量小，可在室内外做实验，对环境没有污染，属于无公害、环保型产品。本实用新型不是民用产品，它适用在中学、大学做教学和实验。
[0009]本实用新型的积极效果是:模仿自然方法形成龙卷风、水旋涡和沙窝，把空气、水和沙子这三种形态的物体流动时所形成的旋涡，同时展示在人们面前，让人们用逐步推理的方法解开龙卷风、水旋涡和沙窝的科学之谜，为相关研究提供方便，为教学提供使用的演示仪器，便于直观教学，帮助学生了解龙卷风、水旋涡和沙窝的形成和特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型实施例示意图；
[0011]图2是本实用新型实施例俯视示意图；
[0012]图中:水泵1、水槽2、沙盒3、排水管4、进水管5、流沙开关6、上升气流7、电风扇8、支架9、水槽架10、吸水口 11、漏沙孔13、龙卷风模型14、气柱15。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明
[0014]一种龙卷风、水旋涡和沙窝的演示仪，包含水泵1、水槽2、沙盒3、排水管4、进水管5、流沙开关6、电风扇8、支架9、水槽架10、吸水口 11、栏板和漏沙孔13，水槽2设置在水槽架10上，水槽2的侧面设置电风扇8，电风扇的风力轴线与水槽水面平行，电风扇的风力轴线高出水槽水面300毫米，电风扇8放置在支架9上；水槽2的一个侧面设置水泵I和沙盒3，水槽的底部设有吸水口 11，水槽上部设有进水口，水泵I的进水管5与吸水口 11相连通，水泵I的排水管4与进水口相连通；沙盒3的底部设有漏沙孔13，漏沙孔13上设有流沙开关6。
[0015]所述水槽2的另一个侧面设有龙卷风模型14，龙卷风模型14为螺旋上升的倒锥形弹簧，龙卷风模型14中心设有立柱，立柱15与水槽水面垂直，龙卷风模型14盘绕在立柱15上；螺旋式用来表示龙卷风旋转气流走过的轨迹长4米,中间立柱表示龙卷风形成之前上升的气流，立柱高0.5米，龙卷风沿螺旋轨迹走过的距离比直线距离大8倍，如果龙卷风与直线上升的气流同时到达0.5米高处。那么龙卷风的风速比直线风速大8倍，龙卷风模型是用来描述龙卷风的旋转速度大小的。
[0016]本实用新型龙卷风、水旋涡、沙窝形成的演示过程是:
[0017]沙窝:在沙盒3内装满沙子，打开流沙开关6，沙子从漏沙孔13中流出，沙子在沙盒3表面中形成一个不旋转的沙窝；由于沙子往下流动形成一个“I”字形的沙流，沙盒3内的沙子没有产生水平流动，没有水平方向的推力来推动“ I ”字形沙流发生扭转，所以“ I ”字形的沙流就不能旋转起来形成旋涡。
[0018]水旋涡:接通水泵I的电源，水泵I开始旋转抽水，水从吸水口 11吸入进水管5,然后进入水泵I，再由排水管4流回水槽2 ;在吸水口上方的水流旋转起来形成水旋涡，其旋转原理是:水流向下流动时形成一股向下流动的“水柱”，使这里的水位下降，周围的水就沿水平方向流向“水柱”，这些水流形成一个“T”字形结构。如果沿水平方向流过来的水流都能沿直线方向平稳的冲击“水柱”中心，“水柱”就不会发生扭转形成旋润，但是水流是不稳定的，它冲击的“水柱”前后左右来回摆动，水平流过来的水流就不能对准“水柱”中心，如果有一股水流冲击到“水柱”侧边缘，那么向下流动的“水柱”就会发生扭转，水平流过来的水流都沿着“水柱”扭转方向流入“水柱”，这些水流冲击的“水柱”旋转起来形成了水旋涡。
[0019]龙卷风:接通电风扇8的电源，电风扇8旋转起来，在水槽2上方300毫米高处形成水平方向的大风，在大风的下面气压下降，水面上方的空气快速向上流动，这些向上流动的气流内部气压低于大气压强，大气压把这些气流压缩汇聚成一束细小的“气柱”快速向上流动；在水平面上的空气从四面八方流向“气柱”中心，由于气流的不稳定，使“气柱”发生摆动，沿水平方向流过来的气流就不能对准“气柱”中心，水平流过来的气流冲击到“气柱”侧边缘时“气柱”发生扭转，其它气流都沿“气柱”旋转，就形成了龙卷风。
【权利要求】
1.一种龙卷风、水旋涡和沙窝的演示仪，其特征在于:包含水泵(I)、水槽(2)、沙盒(3)、排水管(4)、进水管(5)、流沙开关(6)、电风扇(8)、支架(9)、水槽架(10)、吸水口(11)、栏板(12 )和漏沙孔(13 )，水槽(2 )设置在水槽架(10 )上，水槽(2 )的侧面设置电风扇(8)，电风扇的风力轴线与水槽水面平行，电风扇的风力轴线高出水槽水面300毫米，电风扇(8)放置在支架(9)上；水槽(2)的一个侧面设置水泵(I)和沙盒(3)，水槽的底部设有吸水口( 11)，水槽上部设有进水口，水泵(I)的进水管(5 )与吸水口( 11)相连通，水泵(I)的排水管(4)与进水口相连通；沙盒(3)的底部设有漏沙孔(13)，漏沙孔(13)上设有流沙开关(6)。
2.根据权利要求1所述的一种龙卷风、水旋涡和沙窝的演示仪，其特征在于:所述水槽(2)的另一个侧面设有龙卷风模型(14)，龙卷风模型(14)为螺旋上升的倒锥形弹簧，龙卷风模型(14)中心设有立柱，立柱(15)与水槽水面垂直，龙卷风模型(14)盘绕在立柱(15)上。
【文档编号】G09B23/00GK204087612SQ201420678051
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】杜春兴 申请人:杜春兴