專利名稱：音樂(lè)式能量轉(zhuǎn)換演示儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是針對(duì)管道內(nèi)流動(dòng)的水體在流經(jīng)管道邊界變化時(shí)，其斷面動(dòng)能、壓能發(fā)生變化，而設(shè)計(jì)的一種音樂(lè)式能量轉(zhuǎn)換演示儀。它屬于水力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在展示管道內(nèi)流動(dòng)水體流經(jīng)管道過(guò)程中斷面能量轉(zhuǎn)換狀況，現(xiàn)有技術(shù)是用斷面測(cè)壓管水頭線為描述手段，測(cè)壓管水頭線的高低反映了斷面能量的大小。這種描述的方式過(guò)于單調(diào)，缺乏趣味性，因而現(xiàn)有技術(shù)存在不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而發(fā)明一種音樂(lè)式能量轉(zhuǎn)換演示儀，它采用壓能、動(dòng)能孔垂直射流方式，將作用于曲面板上的反射流作用力，轉(zhuǎn)化為桿式擊錘的動(dòng)力，以此擊打琴鍵，導(dǎo)致琴鍵帶動(dòng)的壓力振動(dòng)發(fā)音器發(fā)聲，用聲音的大小來(lái)表述斷面能量的變化，規(guī)避了現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的技術(shù)解決方案
一種音樂(lè)式能量轉(zhuǎn)換演示儀，包括恒定水位箱、變化流道和琴鍵發(fā)音機(jī)構(gòu)，在所述的變化流道上設(shè)置有壓能孔和動(dòng)能孔，所述的琴鍵發(fā)音機(jī)構(gòu)包括支架、對(duì)稱曲面板、桿式擊錘、 琴鍵以及壓力振動(dòng)發(fā)音器，所述的變化流道一端與恒定水位箱相連，變化流道另一端設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥，所述的桿式擊錘一端與對(duì)稱曲面頂點(diǎn)垂直直桿相連，桿式擊錘另一端位于所述的琴鍵下側(cè)且間斷接觸，所述的琴鍵上側(cè)與壓力振動(dòng)發(fā)音器相連，所述的支架設(shè)置在變化流道壓能孔及動(dòng)能孔右側(cè)。本發(fā)明裝置其結(jié)構(gòu)由三部分組成供水部分、變化流道和琴鍵發(fā)音機(jī)構(gòu)。在供水部分，設(shè)置儲(chǔ)水箱、恒定水位箱，其工作機(jī)理水泵將儲(chǔ)水箱的水提升到恒定水位箱內(nèi)，利用恒定水位箱內(nèi)消能室中玻璃球和阻沖板進(jìn)行消能，使恒定水位箱內(nèi)水面穩(wěn)定。在變化流道上設(shè)置壓能孔、動(dòng)能孔、支架和流量調(diào)節(jié)閥，動(dòng)能孔和壓能孔內(nèi)垂直噴射的水流作用于對(duì)稱曲面內(nèi)壁。在琴鍵發(fā)音機(jī)構(gòu)中，受到射流沖擊的對(duì)稱曲面板促使桿式擊錘垂直上升，錘擊琴鍵，琴鍵受壓，引起壓力振動(dòng)發(fā)音器發(fā)音。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，使用方便，物理概念清晰，能量轉(zhuǎn)換與音樂(lè)變化的結(jié)合，豐富了能量轉(zhuǎn)換的內(nèi)涵，內(nèi)容豐富，趣味性強(qiáng)，適宜于中、小學(xué)科普教育及水利類科研院校水力實(shí)驗(yàn)教學(xué)。


圖1是本發(fā)明裝置示意圖。其中1、儲(chǔ)水箱，2、水泵，3、進(jìn)水管，4、消能室，5、恒定水位箱，6、溢流板，7、排水管，8、出口，9、桌面支撐，10、回水管，11、桌面，12、變化流道，13、壓能孔，14、動(dòng)能孔，15、壓能孔，16、動(dòng)能孔，17、壓能孔，18、琴鍵，19、桿式擊錘，20、對(duì)稱曲面，21、動(dòng)能孔，22、支架， 23、變化流道支架，24、流量調(diào)節(jié)閥，25、回水收集槽，26、壓力振動(dòng)發(fā)器音。
具體實(shí)施例方式對(duì)照附圖1，儲(chǔ)水箱1內(nèi)設(shè)置水泵2，水泵2出口與進(jìn)水管3下端相接，進(jìn)水管3上端與恒定水位箱5的底部相接，恒定水位箱5內(nèi)設(shè)置消能室4、溢流板6及排水管7，排水管 7的出口 8垂直指向儲(chǔ)水箱1，變化流道12的一端與恒定水位箱5相連，變化流道12的另一端尾部設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥對(duì)，變化流道12上設(shè)置有壓能孔13、壓能孔15、壓能孔17，動(dòng)能孔14、動(dòng)能孔16、動(dòng)能孔21，在壓能孔和動(dòng)能孔右側(cè)設(shè)置支架，支架22上部設(shè)置可滑動(dòng)的桿式擊錘19，桿式擊錘19的一端與對(duì)稱曲面20頂點(diǎn)垂直直桿相連，桿式擊錘19的另一端與琴鍵18的一端間斷接觸，琴鍵18的另一端與壓力振動(dòng)發(fā)音器沈相連，桌面11與恒定水位箱5底部相接觸，桌面支撐9上端與桌面11下面相接。工作過(guò)程將一定量的水儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱1內(nèi)，儲(chǔ)水箱1內(nèi)的水通過(guò)水泵提升進(jìn)入消能室4。在消能室4中，水流與玻璃球和阻沖板相互作用，消耗水流能量，使得流出消能室的水體，在恒定水位箱5內(nèi)緩慢平穩(wěn)上升。當(dāng)恒定水位箱5內(nèi)的水體緩慢平穩(wěn)上升至溢流板 6的頂部時(shí)，開(kāi)始溢流。溢流的水經(jīng)過(guò)排水管7，流回到儲(chǔ)水箱1內(nèi)。此刻，恒定水位箱5內(nèi)的水位保持恒定。在恒定水位情況下，打開(kāi)流量調(diào)節(jié)閥M的開(kāi)關(guān)，使變化流道內(nèi)流量保持一定量值。然后，依次開(kāi)啟壓能孔、動(dòng)能孔上端的封口蓋，孔內(nèi)垂直射流作用于對(duì)稱曲面20 上。受到?jīng)_擊的對(duì)稱曲面20向上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致桿式擊錘14垂直向上運(yùn)動(dòng)，擊打琴鍵18，受到擊打的琴鍵18，帶動(dòng)壓力振動(dòng)發(fā)音器沈發(fā)出樂(lè)聲。改變流量調(diào)節(jié)閥M開(kāi)度，可使壓能孔的壓能和動(dòng)能孔的動(dòng)能發(fā)生變化，變化的量值，可由對(duì)稱面板20受到?jīng)_擊后，桿式擊錘19擊打琴鍵18，引起壓力振動(dòng)發(fā)器音沈發(fā)出的樂(lè)聲高低來(lái)判定。
權(quán)利要求
1.一種音樂(lè)式能量轉(zhuǎn)換演示儀，其特征在于包括恒定水位箱(5)、變化流道(12)和琴鍵發(fā)音機(jī)構(gòu)，在所述的變化流道(12)上設(shè)置有壓能孔(13、15、17)和動(dòng)能孔(14、16、21)，所述的琴鍵發(fā)音機(jī)構(gòu)包括支架(22)、對(duì)稱曲面板(20)、桿式擊錘(19)、琴鍵(18)以及壓力振動(dòng)發(fā)音器(26)，所述的變化流道(12)—端與恒定水位箱(5)相連，變化流道(12)另一端設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥(24)，所述的桿式擊錘(19) 一端與對(duì)稱曲面(20)頂點(diǎn)垂直直桿相連，桿式擊錘(19)另一端位于所述的琴鍵(18)下側(cè)且間斷接觸，所述的琴鍵(18)上側(cè)與壓力振動(dòng)發(fā)音器(26)相連，所述的支架(22)設(shè)置在變化流道壓能孔及動(dòng)能孔右側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音樂(lè)式能量轉(zhuǎn)換演示儀，其特征在于在所述的支架(22)上部設(shè)置滑孔，桿式擊錘(19 )在支架(22 )滑孔內(nèi)滑動(dòng)垂直連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的音樂(lè)式能量轉(zhuǎn)換演示儀，其特征在于在所述的恒定水位箱下端還設(shè)置有一儲(chǔ)水箱(1)，在所述的恒定水位箱(5)內(nèi)還設(shè)置消能室(4)、溢流板(6)及排水管(7)的入口，在所述的儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)置有水泵(2)，所述的進(jìn)水管(3) —端與所述的水泵(2)連接，進(jìn)水管(3)的另一端連接至恒定水位箱的消能室(4)使恒定水位箱(5)的水體穩(wěn)定，所述的溢流板(6)使恒定水位箱(5)的水位恒定，所述的排水管(7)的出口(8)垂直指向儲(chǔ)水箱(1)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種音樂(lè)式能量轉(zhuǎn)換演示儀，包括儲(chǔ)水箱、恒定水位箱、變化流道和琴鍵發(fā)音機(jī)構(gòu)，變化流道內(nèi)包括壓能孔和動(dòng)能孔，在所述的琴鍵發(fā)音機(jī)構(gòu)上設(shè)置支架、對(duì)稱曲面板、桿式擊錘、琴鍵、壓力振動(dòng)發(fā)音器等，桿式擊錘一端與對(duì)稱曲面頂點(diǎn)垂直直桿相連，桿式擊錘另一端與琴鍵間斷接觸，桿式擊錘設(shè)置于支架上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，物理概念清晰，使用方便，能量轉(zhuǎn)換與音樂(lè)變化的結(jié)合，豐富了能量轉(zhuǎn)換的內(nèi)容，該演示儀成本較低，趣味性強(qiáng)，適宜于中、小學(xué)科普教育及水利類科研院校水力實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
文檔編號(hào)G09B23/12GK102214403SQ201110209170
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者劉孝洋 申請(qǐng)人:河海大學(xué)