磁流體艦船推進(jìn)演示儀的制作方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種物理教學(xué)演示儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]艦船是現(xiàn)代運(yùn)輸工具中不可或缺的交通工具，無論是在民用還是在軍用方面都占有著無比重要的地位。但是，絕大部分艦船采用的是傳統(tǒng)螺旋槳推進(jìn)方式，而對(duì)于軍艦來說這種方式存在著噪音大、隱蔽性差的弊端。美國(guó)人賴斯于1961年首次提出了磁流體推進(jìn)系統(tǒng)的概念。與傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)類推進(jìn)器(譬如螺旋槳、水泵噴水推進(jìn)器等)相比較，磁流體推進(jìn)器無須配備螺旋槳槳葉、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和水泵等，是一種完全沒有機(jī)械噪音的推進(jìn)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]我們?cè)O(shè)計(jì)的磁流體艦船推進(jìn)演示儀，直觀地反映了磁流體推進(jìn)船噪音低的特點(diǎn)。
[0004]設(shè)計(jì)思路:海水(鹽水)作為一種導(dǎo)電流體，利用磁體在海水通道上建立磁場(chǎng)B，通過電源向海水供電，形成兩極板間的電流I，此時(shí)載流海水就會(huì)在與它相垂直的磁場(chǎng)中受到電磁力F的作用，其受力方向按右手法則確定，推動(dòng)海水向后快速涌出，根據(jù)力的相互作用的特性，從而達(dá)到推進(jìn)艦船的效果。
[0005]作用和控制方式:在磁場(chǎng)一定的情況下，電流I越大，電磁力F越大，推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)的速度就越快；反之，電流I越小，電磁力F也越小，推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)的速度也隨之變慢。當(dāng)改變電極極性時(shí)，電流I方向改變，電磁力F的方向也發(fā)生改變，推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)的方向也隨之改變。這樣，就可以利用調(diào)節(jié)電流大小和改變電極極性的方法來控制艦船的運(yùn)動(dòng)速度和方向。
[0006]下面是本實(shí)用新型構(gòu)成和功能的具體描述。
[0007]1.船體:以輕質(zhì)材料構(gòu)成，中間寬，前后收窄為尖頭或圓頭，能漂浮在水面上，在其下部安裝磁流體推進(jìn)器。船體如采用透明材料則更有助于觀察整體結(jié)構(gòu)，演示效果更好。
[0008]2.磁流體推進(jìn)器:功能為提供穩(wěn)定的電磁場(chǎng)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)船體。采用強(qiáng)磁永磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)，采用石墨電極傳導(dǎo)電流，能避免電解腐蝕，穩(wěn)定長(zhǎng)壽。
[0009]3.電源:有兩種供電方式。一個(gè)是由適當(dāng)電壓和容量的可充電鋰離子電池為電源，配以充電控制電路和欠壓提醒電路。另一個(gè)是由外接直流穩(wěn)壓電源供電，電流大小、方向更便于控制，用兩根導(dǎo)線連接電源和船體。
[0010]4.水槽:采用圓形或長(zhǎng)形水槽，注入一定量的鹽水。圓形水槽中央固定一個(gè)轉(zhuǎn)軸，以使船體能轉(zhuǎn)圈行駛。
[0011]5.指示燈:船體兩頭安有紅色和綠色LED指示燈，可指示工作狀態(tài)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，能非常直觀地演示洛倫茲力、磁流體推進(jìn)裝置與技術(shù)，提高了物理教學(xué)效率與效果。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型的核心裝置磁流體驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型的船體側(cè)視結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型的整體俯視結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖1中1.電極，2.永磁體，3.鹽水。
[0018]圖2中4.船體，5.磁流體驅(qū)動(dòng)器，6.電源及控制器。
[0019]圖3中7.圓形水槽，8.鹽水，9，轉(zhuǎn)軸，10.船體。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖3是本實(shí)用新型的典型實(shí)施方案之一。該方案采用圓形水槽，用外加電源驅(qū)動(dòng)，可進(jìn)行電流大小調(diào)節(jié)和電流方向調(diào)節(jié)。磁流體驅(qū)動(dòng)的船體可順時(shí)針或逆時(shí)針行進(jìn)，行進(jìn)中沒有機(jī)械噪音，非常安靜。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于物理教學(xué)的磁流體艦船推進(jìn)演示儀，其特征是:安裝有磁流體推進(jìn)器的船體在圓形鹽水槽中繞中心軸轉(zhuǎn)圈行進(jìn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流體艦船推進(jìn)演示儀，其特征是:船體大部由透明材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流體艦船推進(jìn)演示儀，其特征是:電極由石墨或白金材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流體艦船推進(jìn)演示儀，其特征是:可通過控制電流的流向，改變船體的運(yùn)動(dòng)方向。
【專利摘要】一種用于物理教學(xué)的演示儀，由鹽水水槽、船體、磁流體推進(jìn)器、電源及控制系統(tǒng)組成?？稍陔姶抛饔昧Φ尿?qū)動(dòng)下，使船體前進(jìn)或后退，展示出磁流體推進(jìn)器噪音極低的優(yōu)點(diǎn)。能非常直觀地演示洛倫茲力、磁流體推進(jìn)裝置與技術(shù)，提高了物理教學(xué)效率與效果。
【IPC分類】G09B19-00
【公開號(hào)】CN204315129
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420687873
【發(fā)明人】黃飛, 張明, 李延標(biāo), 龔艷春, 謝嘯天, 馬銘陽(yáng)
【申請(qǐng)人】黃飛, 張明, 李延標(biāo)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年11月12日