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活塞式抽水機(jī)和離心泵教學(xué)示例

時間:2022-08-17 08:09:53 高一物理教案 我要投稿
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活塞式抽水機(jī)和離心泵教學(xué)示例

活塞式抽水機(jī)和離心泵教學(xué)示例

活塞式抽水機(jī)和離心泵教學(xué)示例

(一)教學(xué)目的

  1.了解活塞式抽水機(jī)的原理和工作過程。

  2.了解離心式水泵的工作原理。

  3.了解抽水設(shè)備應(yīng)如何選用。

(二)教學(xué)重點 活塞式抽水機(jī)的原理。

(三)教學(xué)難點 活塞式抽水機(jī)的抽水高度。

(四)教學(xué)過程

  一、復(fù)習(xí)

  1.實驗。一個細(xì)長的圓筒,用一個活塞插入筒中,活塞上安有提手,且把活塞推至遠(yuǎn)端,將筒插在水中,使活塞上提,水為什么跟著活塞上升?

  2.活塞下的水面上升到多高時不再上升?(學(xué)生討論并回答)

  水面上升是由于受到大氣壓強(qiáng)的作用。當(dāng)活塞下的水柱壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)時,水不再上升。由大氣壓的值可知,水柱的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),即等于水銀氣壓計內(nèi)水銀柱的壓強(qiáng)時。水柱的高度大約是水銀柱高度的13.6倍,即水柱的高度大約10米。

  二、活塞式抽水機(jī)

  這個實驗有重要的實用價值;钊匠樗畽C(jī)就是這個道理。

  人類的生活處處離不開水,最多見的是農(nóng)田灌溉、農(nóng)村的食用水、工業(yè)生產(chǎn)用水等都需要從河里和地下才層抽取,所以抽水機(jī)是常用的設(shè)備。

  抽水機(jī)的原理就是利用大氣壓強(qiáng)把水壓上來,就如剛才的實驗。問題是需要把水從活塞下面設(shè)法移到上面,這個問題是這樣解決的。

  1.觀察抽水機(jī)的模型。這是個抽水機(jī)的模型,我們把它的細(xì)管伸到水面下,提起活塞,水隨活塞上升,這是大氣壓的作用(邊講解邊演示),反復(fù)上提活塞,水從活塞上邊的出水管流出。

  2.我們來看看它的構(gòu)造。抽水機(jī)的圓筒底部有一個閥門,它只能向上開啟;钊弦灿幸粋閥門,也只能向上開啟。大家再來觀察它的工作過程(演示)。

  3.請大家看書第134頁的圖,并填好圖旁的說明。

  4.活塞式抽水機(jī)的工作原理是利用大氣壓強(qiáng),所以抽水高度是有限的。從理論上講,當(dāng)水上升大約10米高時,水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),要把水抽得再高些,大氣壓就無能為力了,必須改用離心式水泵。

  三、離心式水泵

  離心式水泵的主要部分是泵殼和殼內(nèi)的葉輪(配合掛圖),葉輪的機(jī)軸跟電動機(jī)相連。水泵起動前,須先在泵殼內(nèi)灌滿水,使殼內(nèi)的空氣排出。起動后,葉輪在電動機(jī)的帶動下高速旋轉(zhuǎn),泵殼里的水也隨葉輪高速旋轉(zhuǎn)。這樣,由于水的慣性被甩入出水管內(nèi),葉輪周圍的壓強(qiáng)大大減小,大氣壓將低處的水壓上來,推開底閥進(jìn)入泵殼。如此循環(huán)下去,可以不斷地把水抽上來并甩向高處。

  離心式水泵的工作原理跟抽水機(jī)大體相同,都是大氣壓的作用。但是區(qū)別在于活塞式抽水機(jī)只是單一的大氣壓的作用,而離心式水泵是在抽水(大氣壓壓水)的同時再用高速將水甩向高處。

  離心式水泵中,靠大氣壓的作用將水吸上來的高度叫吸水揚程,高速旋轉(zhuǎn)將水甩上去的高度叫壓水揚程,二者之和是水泵的實際揚程。

  四、選用最合適的設(shè)備

  抽水設(shè)備種類很多,除了活塞式抽水機(jī)、離心式水泵外還有各種人力、畜力帶動的水車,電力帶動的軸流泵、混流泵等等。但是選用什么樣的設(shè)備還需根據(jù)所面臨的任務(wù),工作條件,設(shè)備的性能和價格等多種方面的因素綜合分析。

  活塞式抽水機(jī)構(gòu)造簡單、造價低廉、維修方便,人工操作,但是出水量小、提水高度小。離心式水泵出水量大、提水高度大,但是價格昂貴,還需有配套的動力機(jī)械。請大家根據(jù)下列情況,分析安裝什么樣的設(shè)備合適?

  1.大型農(nóng)場有大片農(nóng)田,要解決農(nóng)田的灌溉,應(yīng)選用________。

  2.農(nóng)戶用水需使用地下水,地下水層距地面大約5米,應(yīng)安裝______。

  3.一片農(nóng)田需用河水灌溉,水面距河岸高約20米,應(yīng)選用________,它應(yīng)安裝在________。

  雖然有了抽水設(shè)備,也應(yīng)注意節(jié)約用水,因為我國的水資源還比較緊張。

  五、作業(yè) 



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