離心式水泵模型
【製作方法】
本模型由泵殼、填料盒、泵軸、葉輪、泵座等部分組成。
泵殼:取一個直徑為25毫米的小鐵盒(如香脂盒),在底盒側壁上鑽一個直徑4毫米的小孔,再在其上焊接一個直徑4毫米、長15毫米的鐵皮管作為出水管。在盒蓋的中心鑽一個直徑5毫米的圓孔,將直徑5毫米、長15毫米的鐵皮管焊在孔上作為進水管。在盒底中心也鑽一個直徑5毫米的圓孔,孔上焊接一直徑5毫米、長5毫米的圓鐵皮管,作為軸承,如圖5.17-7所示。
填料盒:如圖5.17-8所示,用薄由鐵片做成一個內徑為9毫米、長15毫米的圓管,套在上述軸承的外面,並焊在泵殼上,作成填料盒。再用白鐵片剪成一個外徑12毫米、內徑5毫米的大圓環。另取一塊30×5毫米2的白鐵片,捲成外徑為9毫米的圓筒,將圓筒的軸線與圓環的圓心對準,焊在一起,做成填料盒的壓蓋,壓蓋中心的圓孔內緣應力求光滑,作為軸承來支承泵軸。
泵軸和葉輪:用長40毫米的8#鐵絲(直徑4毫米)做泵軸。剪兩個直徑20毫米的圓鐵片,中心各鑽一個圓孔,直徑分別為4毫米、5毫米。再取6塊15×5毫米2的白鐵片做成葉片,彎成圖5.17-9所示形狀,相隔一定間距焊在上述4毫米孔徑的圓鐵片上。把另一塊圓鐵片焊於葉片的對側。並使兩塊鐵片的孔心對準。這就做成了葉輪。
把泵軸的一端插進葉輪上直徑為4毫米的中心圓孔,並焊牢在該塊圓鐵片上,使葉輪和泵軸成為一個整體。在葉輪的兩側鐵片圓孔周圍,各焊一個鋼鐵絲圈,用以防止泵軸縱向跳動,使葉輪不致與泵殼相碰。泵軸的另一端安裝一個小皮帶輪,以便通過傳動皮帶和小電動機相連。皮帶輪可以用圓形鉛筆杆自制:將鉛筆切下5毫米長的一段,沿鉛筆桿圓周銼出淺槽,抽出筆心,並將筆心孔適當擴大,以便能緊套在泵軸上。
泵座:把一鐵片焊在泵殼的下緣,用木螺絲把泵殼固定在木質底座上。
組裝和密封:將泵軸由小鐵盒底穿出,把葉輪安放在泵殼內。再把小鐵盒盒蓋蓋嚴,接縫處塗上一層黃油,以防漏氣。
把浸過機油的細棉線纏在軸上,或者在填料盒裡裝進適量黃油。
裝好填料後,蓋緊填料盒壓蓋;安上皮帶輪,並在皮帶輪的兩側面繞軸焊上鐵絲圈,防止皮帶輪左右滑動。組裝完畢後的小水泵模型剖面如圖5.17-10所示。
【使用方法】
用“131”玩具電機驅動小水泵,該電機固定在底座的一端。
水泵的出水管和進水管都套有橡皮管。
將水泵開啟,可以講解水泵的內部構造。然後,將水泵裝好、封嚴。將進水管端橡皮管浸入水中,從出水口的橡皮管往水泵裡注水(這時要用手堵住進水管末端)。水注滿後,開動電機,葉輪飛快轉動,在葉輪中心周圍形成低壓區(低於大氣壓強),水由進水管被大氣壓壓進泵內。由於離心作用,水被葉片甩到邊緣,由出水管排出。水就這樣源源不斷地從出水管揚了出去。用此教具可演示離心式水泵的工作過程,來講解其工作原理。
演示時,還可以製造一些故障,如泵殼或填料盒裡漏氣,抽水前灌水太少,電動機反轉等,使之抽不上水來,然後排除故障。這樣不但可以使學生學到理論知識,還可以學到一些實際技術。
【參考資料】
圖5.17-11是一種結構更簡單的微型離心式水泵模型。其出水管的位置與圖5.17-10相同(圖中未畫出),也在葉輪片的一側。
本教具由長春市教育技術裝備處藏鳳軍提供。
本站提示:本自制教具可輔以“壓強”部分的物理實驗教學。
選自:《初中物理自制教具》
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