[发明专利]一种基于热管的导热能力对比演示装置

说明书

技术领域

本发明涉及教学设备领域，具体涉及一种基于热管的导热能力对比演示装置。

背景技术

热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决。

目前，在教学中用于演示热量传递中多种物理现象的装置，采用在透明的真空管内装有液体即工质，该真空管也可称之为热管。当真空管的一端受热时工质沸腾迅速汽化，快速流向另一端，在另一端得到冷却，工质冷凝液化，依靠自重返回受热端，自动循环，将热量几乎无阻力地从一端传向另一端，直至达到热均衡状态，在教学中，学生可以观察到在热管内发生的沸腾、汽化、冷凝物理现象。上述真空管虽可以观察到其内部发生的物理变化，而且管内的压力可以在抽真空时确定，但反应过程中管内的温度的确切度数是无法观察到的。为此，申请号为CN02286346.X公开了一种演示热管，采取管体中段是绝热段采用透明管体，上、下段分别是冷凝段和蒸发段采用导热性能良好的金属管体，上、下金属管体与透明管体之间为密封连接，上、下金属管体内各设有支承件，上、下支承件之间设置有温度计，管体内抽真空并充有工质。本发明的管体的蒸发段和冷凝段采用导热性能良好金属管体，有利于热管与外界的热交换，使管体具有良好的工业热管性能。在上金属管体上设置散热器，可以进一步提高管体的散热性能，延长实验时间，有利于教学和科普演示。

但是上述热管装置并不具有对比性，且属于单个装置，教学演示过程中还要准备其他物品进行演示，操作不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于热管的导热能力对比演示装置，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

一种基于热管的导热能力对比演示装置，包括储液槽、透明热管、铜管、铜棒、横支架以及电加热装置，所述储液槽上左右两侧边的内侧壁上设有挂钩，所述横支架的两端设有与挂钩配合的卡齿，横支架通过卡齿卡接在挂钩上，横支架上设有三个放置孔，所述透明热管、铜管以及铜棒的中部均设置有隔板并插接在放置孔上，每个放置孔一旁的横支架上还设有竖支架，竖支架上安装有用于测量透明热管、铜管以及铜棒顶端温度的数字温度计，所述电加热装置安装在储液槽的底部。

优选的，所述透明热管包括上铜管、下铜管以及透明的玻璃管，上铜管、玻璃管、下铜管依次连接并形成密闭的热管本体，热管本体的内壁上设有吸液芯。

优选的，所述电加热装置具体为电加热管，储液槽的侧面设有与电加热管连接的电源接口。

优选的，所述储液槽的顶部铰接有槽盖。

优选的，所述储液槽的内壁上设有温度传感器，储液槽的外侧设有显示器，温度传感器与显示器连接。

优选的，所述储液槽上还设有把手。

优选的，所述上铜管、玻璃管以及下铜管依次封接。

本发明的优点在于：

1.本发明采用透明热管、铜管及铜棒三个物品作为演示导热性能实验装置，不仅直观地展示了，热传递过程中相关的物理性能变化，而且还具有很强的可对比性，方便学生了解，同时，整个装置采用模块化的设计，整体结构紧凑，装配方便，随取随用；

2.本发明中优化了现有的热管结构，采用了透明热管，相比传统的不透明热管结构，演示效果更好，且采用三段式结构，可在必要时拆卸和组装成不同尺寸的透明热管结构；

3.采用专门的电加热装置对储液槽内的液体进行预热，并通过温度传感器实时检测储液槽内液体的温度，使得实验人员能够精确控制其温度并进行实验；

4.横支架与储液槽采用可拆卸式的结构设计，组装便捷，维护也很方便。

附图说明

图1为本发明所述的一种基于热管的导热能力对比演示装置的主视图。

图2为本发明所述的一种基于热管的导热能力对比演示装置的俯视图。

图3为本发明所述的一种基于热管的导热能力对比演示装置的正剖视图。

图4为本发明中透明热管的主视图。

图5为本发明中横支架的结构示意图。