热对流演示装置的制作方法

本实用新型属于热对流实验设备技术领域，更具体地说，是涉及一种热对流演示装置。

背景技术：

热量通过流动介质传递的过程叫做热对流。在生活中，热对流普遍存在，但难以观测和研究，尤其是在实验室中，难以模拟和观测介质在热对流过程中的运动，导致实验难度增加。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种热对流演示装置，以解决现有技术中存在的在实验室中，难以模拟和观测介质在热对流过程中的运动，导致实验难度增加的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，提供一种热对流演示装置，包括：

箱体，具有内腔，侧壁上设有连通所述箱体的内腔和所述箱体外的对流口；

温控组件，设于所述箱体内，用于使所述箱体内腔中的空气与所述箱体外的空气产生温差；以及

示踪器，用于在所述对流口处产生烟雾。

作为本申请另一实施例，所述对流口设于所述箱体的竖直侧壁上、并呈沿竖直方向设置的长条形。

作为本申请另一实施例，所述示踪器具有至少两个，至少一个所述示踪器用于在所述对流口的下部产生烟雾，至少一个所述示踪器用于在所述对流口的上部产生烟雾。

作为本申请另一实施例，所述示踪器具有至少三个，至少一个所述示踪器用于在所述对流口的中部产生烟雾。

作为本申请另一实施例，所述对流口的侧壁上设有插接孔，所述示踪器为用于插接在所述插接孔中的可燃香。

作为本申请另一实施例，所述箱体的侧壁上设有用于观察所述箱体内部的观察窗。

作为本申请另一实施例，所述温控组件包括设于所述箱体内腔中的加热单元；所述加热单元位于所述箱体内腔远离所述对流口一侧的底部。

作为本申请另一实施例，所述温控组件包括设于所述箱体内腔中的制冷单元；所述制冷单元位于所述箱体内腔远离所述对流口一侧的顶部。

作为本申请另一实施例，热对流演示装置还包括箱内温度计，所述箱内温度传感器的感测部分设于所述箱体内腔中、读数部分设于所述箱体外。

作为本申请另一实施例，热对流演示装置还包括设于所述箱体外的箱外温度计。

本实用新型实施例提供的热对流演示装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型实施例的热对流演示装置，通过温控组件使所述箱体内腔中的空气与所述箱体外的空气产生温差，从而使箱体内的空气和箱体外的空气在对流口处形成热对流，能够简单、方便的模拟热对流的过程。示踪器在对流口处产生的烟雾会随着对流口处的气流流动，使操作者可以通过烟雾的流动观察空气在热对流过程中的流动，使热对流的过程易于观测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的热对流演示装置的主视图；

图2为图1的剖视图；

图3为图1的侧视图。

其中，图中各附图标记：

1-箱体；11-对流口；12-插接孔；13-观察窗；14-箱内温度计；15-箱外温度计；2-温控组件；21-加热单元；22-制冷单元；3-示踪器；31-可燃香。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

请一并参阅图1至图3，现对本实用新型实施例提供的热对流演示装置进行说明。一种热对流演示装置，包括：箱体1、温控组件2和示踪器3。

箱体1具有内腔，侧壁上设有连通箱体1的内腔和箱体1外的对流口11。温控组件2设于箱体1内，用于使箱体1内腔中的空气与箱体1外的空气产生温差。示踪器3用于在对流口11处产生烟雾。

与现有技术相比，本实用新型实施例的热对流演示装置，通过温控组件2使箱体1内腔中的空气与箱体1外的空气产生温差，从而使箱体1内的空气和箱体1外的空气在对流口11处形成热对流，能够简单、方便的模拟热对流的过程。示踪器3在对流口11处产生的烟雾会随着对流口11处的气流流动，使操作者可以通过烟雾的流动观察空气在热对流过程中的流动，使热对流的过程易于观测。

本实施例中，箱体1可以是长方形的密封箱体1，其内部为空腔。箱体1上可以是设有箱门，使得在实验过后可以打开箱门将箱体1内的烟雾释放出来。对流口11贯穿箱体1一端的侧壁，对流口11可以是任意形状，具体地可以是竖直的长条形。温控组件2可以是电加热器、制冷机、换热管等可以调节箱体1内腔中温度的设备。示踪器3可以是小型的烟雾发生器、可燃香31、可以产生烟雾的化学装置等等。示踪器3可以是安装在对流口11的侧壁上，从而在流口处产生烟雾。

具体地，箱体1可以是由隔热材料制成，或者箱体1的侧壁上设有隔热层，以减少箱体1内腔中的空气与箱体1外的热交换，使得温控组件2能够使箱体1的内外快速形成温差。

在使用时，利用温控组件2使箱体1内腔中的空气与箱体1外部的空气形成温差，然后通过对流口11处示踪器3的烟雾来观察对流口11处的热对流。例如，若通过温控组件2将箱体1内腔中的空气加热至高于箱体1外空气的温度，则箱体1内的空气从对流口11的上部向箱体1外流动、箱体1外的空气从对流口11的下部向箱体1内流动；若通过温控组件2将箱体1内腔中的空气冷却至低于箱体1外空气的温度，则箱体1外的空气从对流口11的上部向箱体1内流动、箱体1内的空气从对流口11的下部向箱体1外流动。

请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的热对流演示装置的一种具体实施方式，对流口11设于箱体1的竖直侧壁上、并呈沿竖直方向设置的长条形。采用此种结构，对流口11的宽度较窄可以使对流口11处的气流更加集中，对流口11上下方向上的长度较大，使得流经对流口11上部和流经对流口11下部的气流间距更大，更便于观察。

本实施例中，箱体1可以是长方形的密封箱体1，其内部为空腔。箱体1一端的侧壁竖直，对流口11贯穿的设置在该竖直的箱体1侧壁上。对流口11呈竖直的长条矩形，多个示踪器3可以使沿对流口11的长轴方向分布，便于观察对流口11在长轴方向上的各个部分中的气体流动。具体地，箱体1中的温控组件2可以是电加热器、制冷机、换热管等可以调节箱体1内腔中温度的设备。示踪器3可以是小型的烟雾发生器、可燃香31、可以产生烟雾的化学装置等等。示踪器3可以是安装在对流口11的侧壁上，从而在流口处产生烟雾。

请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的热对流演示装置的一种具体实施方式，示踪器3具有至少两个，至少一个示踪器3用于在对流口11的下部产生烟雾，至少一个示踪器3用于在对流口11的上部产生烟雾。采用此种结构，可以通过至少两个示踪器3，来观察对流口11上部和对流口11下部的气体流动。

本实施例中，箱体1可以是长方形的密封箱体1，其内部为空腔。箱体1一端的侧壁竖直，对流口11贯穿的设置在该竖直的箱体1侧壁上，多个示踪器3也固定在该竖直的箱体1侧壁上。多个示踪器3沿上下方向均匀的分布，并且至少一个示踪器3位于对流口11的下部，至少一个示踪器3位于对流口11的上部。具体地，对流口11可以是设置在箱体1竖直侧壁上并且呈竖直状态的长条形。箱体1中的温控组件2可以是电加热器、制冷机、换热管等可以调节箱体1内腔中温度的设备。示踪器3可以是小型的烟雾发生器、可燃香31、可以产生烟雾的化学装置等等。示踪器3可以是安装在对流口11的侧壁上，从而在流口处产生烟雾。

请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的热对流演示装置的一种具体实施方式，示踪器3具有至少三个，至少一个示踪器3用于在对流口11的中部产生烟雾。采用此种结构，可以通过在对流口11的中部产生烟雾的示踪器3，来观察对流口11中部的气体流动。

本实施例中，三个以上的示踪器3沿上下方向分布在对流口11处，其中一个示踪器3位于对流口11中部。具体地，具体地，对流口11可以是设置在箱体1竖直侧壁上并且呈竖直状态的长条形，一个示踪器3位于对流口11的下部，一个示踪器3位于对流口11中部，一个示踪器3位于对流口11的上部。

请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的热对流演示装置的一种具体实施方式，对流口11的侧壁上设有插接孔12，示踪器3为用于插接在插接孔12中的可燃香31。采用可燃香31，使得热对流演示装置的成本较低，而且使用方便。可燃香31插接在插接孔12中便于更换。

本实施例中，可以是直接在对流口11的侧壁上打孔形成插接孔12，也可以是通过在对流口11的侧壁上焊接圆管，使圆管的内腔形成插接孔12。插接孔12可以是水平的，使得可燃香31插入插接孔12中后，一端能够对准对流口11。

具体地，箱体1可以是长方形的密封箱体1，其内部为空腔。箱体1一端的侧壁竖直，对流口11贯穿的设置在该竖直的箱体1侧壁上，并且该竖直的箱体1侧壁上焊接有水平的圆管，圆管位于对流口11的侧壁上，圆管的内腔形成插接孔12。可燃香31呈水平的长条形，其一端插在插接孔12中，另一端伸到对流口11处，点燃可燃香31位于对流口11处的一端，从而在对流口11处产生烟雾。更具体地，对流口11呈竖直的长条形，对流口11的侧壁上焊接有多个圆管，多个圆管沿上下方向分布，各个圆管呈水平，多个可燃香31分别插在各个圆管中，使得多个可燃香31的端部分别位于对流孔的上部、中部和下部，点燃可燃香31的端部后，可燃香31在对流孔的上部、中部和下部分别产生烟雾。

请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的热对流演示装置的一种具体实施方式，箱体1的侧壁上设有用于观察箱体1内部的观察窗13。采用此种结构，可以通过观察窗13观察烟雾在箱体1内部的流动，从而更加全面、完整的观察对流过程

本实施例中，箱体1可以是长方形的密封箱体1，其内部为空腔。箱体1一竖直侧壁上设有对流口11，与箱体1的该侧壁相邻的另一竖直侧壁上设有观察窗13。观察窗13可以采用玻璃或者亚克力板，观察窗13的面积可以是覆盖整个所在的侧壁，也可以使仅覆盖所在侧壁的局部。具体地，观察窗13可以是与箱体1可拆卸连接或者铰接，使得在实验过后，可以打开观察窗13将箱体1内腔中的烟雾释放出来。

请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的热对流演示装置的一种具体实施方式，温控组件2包括设于箱体1内腔中的加热单元21；加热单元21位于箱体1内腔远离对流口11一侧的底部。采用此种结构，加热单元21加热的空气在箱体1内腔中上升，从而使箱体1内腔中的空气形成循环流动，使箱体1内腔中的空气快速升温。加热单元21远离对流口11能够避免加热后的空气流动干扰对流口11处的气流。

本实施例中，加热单元21可以采用电加热管、加热灯或者其他的加热器件。加热单元21可以是固定在箱体1的底板远离对流口11的部分上。

请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的热对流演示装置的一种具体实施方式，温控组件2包括设于箱体1内腔中的制冷单元22；制冷单元22位于箱体1内腔远离对流口11一侧的顶部。采用此种结构，制冷单元22冷却的空气在箱体1内腔中下降，从而使箱体1内腔中的空气形成循环流动，使箱体1内腔中的空气快速降温。加热单元21远离对流口11能够避免冷却后的空气流动干扰对流口11处的气流。

本实施例中，制冷单元22可以采用与外部制冷机连接的蒸发器或者半导体制冷器。制冷单元22可以是固定在箱体1的顶板远离对流口11的部分上。

在一个具体地实施例中，温控组件2同时包括制冷单元22和加热单元21，制冷单元22位于箱体1内腔远离对流口11一侧的顶部，加热单元21位于箱体1内腔远离对流口11一侧的底部。在使用时，操作者可以根据实验的需要，选择通过制冷单元22冷却箱体1内腔中的空气或者通过加热单元21加热箱体1内腔中的空气，从而使箱体1的内外形成温差。

请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的热对流演示装置的一种具体实施方式，热对流演示装置还包括箱内温度计14，箱内温度传感器的感测部分设于箱体1内腔中、读数部分设于箱体1外。通过箱内温度计14检测箱体1内腔中空气的温度，可以确认箱体1内空气的温度相对于箱体1外空气的温度的高低，以确定所观察到的热对流的形成条件。

本实施例中，箱内温度计14可以是电子式的温度计，其感测部分固定于箱体1的内壁上，其读数部分固定于箱体1的外壁上。

请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的热对流演示装置的一种具体实施方式，热对流演示装置还包括设于箱体1外的箱外温度计15。通过箱外温度计15检测箱体1外空气的温度，结合箱体1内腔中空气的温度，可以明确箱体1内外温差的数值，观察在箱体1内外温差不同时，热对流的情况。

本实施例中，箱外温度计15固定于箱体1的外壁上，可以是电子式的温度计或者一般的水银温度计。热对流演示装置还安装有箱内温度计14。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。