專利名稱：懸浮球法空氣粘滯系數測定儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種物理學中力學方面的實驗教學儀器，尤其是一種懸浮球法空氣粘滯系數測定儀。
背景技術：
空氣的粘滯系數是一個力學方面的重要物理量，測定空氣的粘滯系數在物理學和工程方面都有很重要的意義。但因空氣的粘滯系數很小，在測量上比較困難，故在目前對空氣粘滯系數測量方面的實驗方法只有有限的幾種，本實用新型所提供的懸浮球法空氣粘滯系數測定是一種全新的實驗方法，從目前已有的資料查詢，尚未發現有用此方法制作的同類儀器。
發明內容為了能便于學生了解懸浮球法空氣粘滯系數測定的原理，本實用新型提供了一種懸浮球法空氣粘滯系數測定儀。本實用新型所述的懸浮球法空氣粘滯系數測定儀的設計思想是設計一個可調節輸出風量的氣源，然后讓氣流依次穩定地通過有機玻璃大圓筒和水平、豎直的有機玻璃細圓管，再將一個實驗用的輕質小球放入豎直的有機玻璃細圓管中，適當調節氣源的出風量和豎直的有機玻璃細圓管中的向上的氣流速度，使小球在氣流中受到的向上的粘滯力與其受到的向下的重力恰好相平衡，于是小球就處于懸浮靜止狀態，根據小球的半徑、質量和豎直的有機玻璃細圓管中的氣流速度等，運用流體力學中的相關知識就可以推算出空氣的粘滯系數來。關于本實用新型的工作與測量原理進一步說明如下根據流體力學的斯托克斯公式，小球在流體中所受粘滯 力是f=6 η η rV,小球的重力是:mg=4/3 π r3p g,當兩者相等時可解得Π =2/9 r2P gV—1,式中r為小球半徑，P為小球密度，g為重力加速度，V為小球和氣流運動的相對速度。小球的半徑和密度在實驗中都可以簡單地測出，問題是氣流速度V如何確定。在所設計的空氣流速控制裝置中包括有一個可調節輸出風量的氣源、有機玻璃大圓筒和水平、豎直的有機玻璃細圓管等，在有機玻璃大圓筒上還有一個氣壓測量嘴，可以通過軟管將有機玻璃大圓筒中的氣壓傳輸到外接的壓力傳感器上，根據流體力學中的伯努利定律，可以算出有機玻璃大圓筒中與外界大氣中的壓差ΛΡ與豎直的有機玻璃細圓管中氣流的速度V之間有如下關系V=K (2 Λ P/ P )1/2，式中K為修正系數，在此處為O. 955，P為空氣的密度，在國際單位中0=1.29，所以最終可得八？=0.675浐。根據從氣壓測量嘴傳輸到外接的壓力傳感器上的壓差ΛΡ就可以知道豎直的有機玻璃細圓管中所對應的氣流的速度，進而推算出空氣的粘滯系數來。本實用新型所述的懸浮球法空氣粘滯系數測定儀，其特征是該測定儀由特制的空氣流速控制裝置、外接的壓力傳感器、實驗用的輕質小球這幾個部分組成。本實用新型所述的懸浮球法空氣粘滯系數測定儀，其特征是所包含的特制的空氣流速控制裝置，該裝置包括有可調節輸出風量的氣源、有機玻璃大圓筒和水平、豎直的有機玻璃細圓管四部分部件。本實用新型所述的懸浮球法空氣粘滯系數測定儀，其特征是所包含的特制的空氣流速控制裝置中的有機玻璃大圓筒上有一個氣壓測量嘴，可以通過軟管將有機玻璃大圓筒中的氣壓傳輸到外接的壓力傳感器上。本實用新型解決其技術問題所采用的主要技術方案是由可調節輸出風量的氣源在豎直的有機玻璃細圓管中提供穩定可控的、向上流動的氣流，讓實驗用的輕質小球受到的向上的粘滯力與其受到的向下的重力相平衡，再根據外接的壓力傳感器指示的壓差所對應的氣流速度和有關的其它測量數據就可推算出空氣的粘滯系數。本實用新型的有益效果是，提供了一種全新的測定空氣粘滯系數的實驗方法，并使科研和工程上多了一種有效地測量空氣粘滯系數的儀器。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是懸浮球法空氣粘滯系數測定儀的結構示意圖。在圖1中1.可調節輸出風量的氣源，2.氣源上的風洞口，3.有機玻璃大圓筒，4.氣壓測量嘴，5.外接的壓力傳感器(含軟管)，6.水平、豎直的有機玻璃細圓管，7.實驗用的輕質小球，8.輸氣管三通,9.堵頭帽，10.底板和支架。
具體實施方式
在圖1中，將外接的壓力傳感器(5)通過軟管與氣壓測量嘴(4)相連，再將可調節輸出風量的氣源(I)與有機玻璃大圓筒(3)、水平、豎直的有機玻璃細圓管(6)依次相連，使氣源上的風洞口(2)的氣流依次通過有機玻璃大圓筒(3)和水平、豎直的有機玻璃細圓管
(6),并從豎直的有機玻璃細圓管(6)中流出，水平、豎直的有機玻璃細圓管(6)通過輸氣管三通(8 )銜接，輸氣管三通(8 )的下端有個堵頭帽(9 )，實驗時這個堵頭帽(9 )是把輸氣管三通(8)的下端封閉的，若氣流停止后輕質小球(7)落到了輸氣管三通(8)的下端，可以把堵頭帽(9)旋開，將把輕質小球(7)取出，整個懸浮球法空氣粘滯系數測定儀都是靠底板和支架(10)支撐的。在進行實驗時，適當調節氣源(I)的風量，同時把輕質小球(7)放入豎直的有機玻璃細圓管(6)中，若輕質小球(7)恰好能達到懸浮靜止狀態，則根據外接的壓力傳感器(5)指示的壓差所對應的氣流速度和有關的其它測量數據就可推算出空氣的粘滯系數了。
權利要求1.一種懸浮球法空氣粘滯系數測定儀，其特征是該測定儀由特制的空氣流速控制裝置、外接的壓力傳感器、實驗用的輕質小球這幾個部分組成。
2.根據權利要求1所述的一種懸浮球法空氣粘滯系數測定儀，其特征是所包含的特制的空氣流速控制裝置，該裝置包括有可調節輸出風量的氣源、有機玻璃大圓筒和水平、豎直的有機玻璃細圓管四部分部件。
3.根據權利要求1所述的一種懸浮球法空氣粘滯系數測定儀，其特征是所包含的特制的空氣流速控制裝置中的有機玻璃大圓筒上有一個氣壓測量嘴，可以通過軟管將有機玻璃大圓筒中的氣壓傳輸到外接的壓力傳感器上。
專利摘要一種懸浮球法空氣粘滯系數測定儀，該測定儀由特制的空氣流速控制裝置、外接的壓力傳感器、實驗用的輕質小球等幾個部分組成。由可調節輸出風量的氣源在豎直的有機玻璃細圓管中提供穩定可控的、向上流動的氣流，讓實驗用的輕質小球受到的向上的粘滯力與其受到的向下的重力相平衡，再根據外接的壓力傳感器指示的壓差所對應的氣流速度和有關的其它測量數據就可推算出空氣的粘滯系數。
文檔編號G01N11/10GK202886233SQ201220190090
公開日2013年4月17日 申請日期2012年5月1日 優先權日2012年5月1日
發明者錢仰德 申請人:江蘇慧碩科教儀器有限公司