气流流线、湍流、层流可视化演示装置的制作方法

本实用新型属于物理演示实验仪器领域，具体涉一种气流流线、湍流、层流可视化演示装置。

背景技术：

流体力学的内容比较抽象，不易理解，由于气流的不可视性，中小学生、大学生和社会公众对气流流线、湍流、层流等概念的理解一般只能依靠想象力，实现气流流线、湍流、层流的可视化演示，是最理想的教学与科普方式。目前，气流的可视化都是在气流中加入示踪气体来实现的，但这种方法存在可视化效果不好，成本高和稳定性差等问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种结构简单、成本低、可视化效果好的气流流线、湍流、层流可视化演示装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在底座上右侧支架上设置有文丘里管，文丘里管的中轴线平行于水平面，所述的底座上文丘里管进风口左侧设置有超声雾化器，文丘里管的出风口设置有轴流风机，底座上文丘里管后侧设置有立柱，立柱上设置有激光器支架，激光器支架上设置有激光器和鲍威尔棱镜，鲍威尔棱镜位于激光器的下侧，激光器的中心线与鲍威尔棱镜的中心线重合并垂直于水平面。

本实用新型通过超声雾化器、轴流风机和激光器通电，在轴流风机的抽吸下超声雾化器产生的雾化水气进入文丘里管，激光器发出的激光束透过鲍威尔棱镜后形成扇形激光片光透过文丘里管管壁，照射吸入文丘里管内的雾化水气，实现了气流流线、湍流、层流的可视化演示，本实用新型具有结构简单、成本低、可视化效果好、携带方便的优点，能够用于学生课堂演示和科技馆面向社会公众的科普演示。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实施例的气流流线、湍流、层流可视化演示装置由超声雾化器1、激光器支架2、激光器3、鲍威尔棱镜4、文丘里管5、轴流风机6、底座7、支架8、立柱9联接构成。

在底座7上右侧的支架8上固定安装有文丘里管5，文丘里管5的材质是透明有机玻璃，文丘里管5的中轴线平行于水平面，底座7上文丘里管5进风口的左侧安装有超声雾化器1，文丘里管5的出风口上安装有轴流风机6，底座7上文丘里管5的喉管后侧安装有立柱9，立柱9上安装有激光器支架2，激光器支架2上安装有激光器3和鲍威尔棱镜4，鲍威尔棱镜4位于激光器3的下侧，激光器3的中心线与鲍威尔棱镜4的中心线重合并垂直于水平面，激光器3发出的激光束透过鲍威尔棱镜4后形成扇形激光片光，扇形激光片光所在平面与文丘里管5长度方向的垂直中心平面共面。

本实施例的工作原理是：

超声雾化器1、轴流风机6和激光器3通电，在轴流风机6的抽吸下超声雾化器1产生的雾化水气进入文丘里管5，由于超声雾化器1形成的雾化水气中的雾珠粒径一般都在1～15微米范围，质量非常小，因此雾化水气在文丘里管5中的分布和运行状态就是文丘里管5中气流的运行形态，激光器3发出的激光束透过鲍威尔棱镜4后形成扇形激光片光透过文丘里管5管壁，照射吸入文丘里管5内的雾化水气，雾化水气中雾珠对激光产生反射、散射和折射作用，使得雾珠的运动形态实时可视化，雾珠的运动轨迹，即为气流流线；激光片光沿文丘里管5长度方向“剖切”文丘里管5内运动的雾化水气，实时看到的雾化水气中雾珠的整体运动形态，就是文丘里管5内气流的实时运动形态，可以看到文丘里管5的收敛段、扩散段内气流的运动为湍流形态；文丘里管5的喉管内为一系列平行的流线，即为层流形态，即采用激光片光照射超声雾化水气的方法，实现了气流流线、湍流、层流的可视化演示。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。