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活塞式抽水機和離心泵教學示例

活塞式抽水機和離心泵教學示例

(一)教學目的

1.了解活塞式抽水機的原理和工作過程。

2.了解離心式水泵的工作原理。

3.了解抽水設備應如何選用。

(二)教學重點 活塞式抽水機的原理。

(三)教學難點  活塞式抽水機的抽水高度。

(四)教學過程 

一、復習

1.實驗。一個細長的圓筒,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?(學生討論并回答)

水面上升是由于受到大氣壓強的作用。當活塞下的水柱壓強等于大氣壓強時,水不再上升。由大氣壓的值可知,水柱的壓強等于大氣壓強,即等于水銀氣壓計內水銀柱的壓強時。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

這個實驗有重要的實用價值。活塞式抽水機就是這個道理。

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

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

1.觀察抽水機的模型。這是個抽水機的模型,我們把它的細管伸到水面下,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.我們來看看它的構造。抽水機的圓筒底部有一個閥門,它只能向上開啟。活塞上也有一個閥門,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.活塞式抽水機的工作原理是利用大氣壓強,所以抽水高度是有限的。從理論上講,當水上升大約10米高時,水柱產生的壓強等于大氣壓強,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的葉輪(配合掛圖),葉輪的機軸跟電動機相連。水泵起動前,須先在泵殼內灌滿水,使殼內的空氣排出。起動后,葉輪在電動機的帶動下高速旋轉,泵殼里的水也隨葉輪高速旋轉。這樣,由于水的慣性被甩入出水管內,葉輪周圍的壓強大大減小,大氣壓將低處的水壓上來,推開底閥進入泵殼。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、選用最合適的設備

抽水設備種類很多,除了活塞式抽水機、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備還需根據(jù)所面臨的任務,工作條件,設備的性能和價格等多種方面的因素綜合分析。

活塞式抽水機構造簡單、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械。請大家根據(jù)下列情況,分析安裝什么樣的設備合適?

1.大型農場有大片農田,要解決農田的灌溉,應選用________。

2.農戶用水需使用地下水,地下水層距地面大約5米,應安裝______。

3.一片農田需用河水灌溉,水面距河岸高約20米,應選用________,它應安裝在________。

雖然有了抽水設備,也應注意節(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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