[实用新型]一种莱顿弗罗斯特现象演示装置

说明书

本实用新型涉及一种莱顿弗罗斯特现象演示装置，包括演示平台、位于演示平台上方的演示板、滴水管、水泵、水箱，演示平台的台面固设有隔热托盘，隔热托盘与演示板之间固设有加热板，演示板的上表面为具有坡度的锯齿面，滴水管的出水口设置在锯齿面下端的正上方。该莱顿弗罗斯特现象演示装置操作简单，能够完美、直观的演示莱顿弗罗斯特效应，演示效果多样化，观察效果好，有助于启发、引导观众对现象背后的科学原理、科学技术的探索，从而达到推广科普知识的目的。

技术领域

本实用新型涉及一种莱顿弗罗斯特现象演示装置，属于科学现象演示装置。

背景技术

莱顿弗罗斯特现象(Leidenfrost Phenomenon)指液体不会润湿炙热的表面，而仅仅在其上形成一个蒸汽层的现象。这个效应在我们日常生活并不少见。比如水在刚热的锅里，很容易挥发，而在爆炒的锅里滴了几滴水，水却能在锅里保存得更久，而且会在锅里乱动。目前莱顿弗罗斯特效应演示以炙热金属板表面滴水滴观察现象为多，演示方式略显枯燥单一。

在对莱顿弗罗斯特效应的研究中，得出可以利用金属锯齿状斜坡加热后，滴入水滴，水滴接触到锯齿面后，迅速形成小水珠沿着斜坡由低处往高处跑的现象。其原理是：水滴滴在炙热的金属板表面时，水滴底部立即形成一层水蒸气，就使得水滴悬浮起来，把水珠与金属板表面隔开，金属板向液体进行的热传导需要通过水蒸气层完成，由于水蒸气的传热比液体水慢得多，悬浮起来的水滴暂时不能吸收更多的热量，减慢了汽化速度，因此悬浮可以持续一定的时间，也就是水滴会产生莱顿弗罗斯特现象；水滴产生莱顿弗罗斯特现象时，水滴会在铁板四处滚动，并缓慢地逐渐蒸发，也就是说，水滴在铁板表面滚动的方向是随机、无序的，这导致目前用来演示莱顿弗罗斯特效应的装置用铁板通常为长板状，水滴在铁板表面四处滚动，稳定性较差，这使得观察效果过于单一，观察体验差，不利于用于科普推广或科普教学。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种莱顿弗罗斯特现象演示装置，具体技术方案如下：

一种莱顿弗罗斯特现象演示装置，包括演示平台、位于演示平台上方的演示板、滴水管、水泵、水箱，所述演示平台的台面固设有隔热托盘，所述隔热托盘设置在演示板的下方，所述隔热托盘与演示板之间固设有加热板，所述水泵的输入端与水箱的内腔连通，所述水泵的输出端与滴水管的进水口连通；所述演示板的上表面为具有坡度的锯齿面，所述滴水管的出水口设置在锯齿面下端的正上方；所述锯齿面由若干个锯齿组成，所述锯齿包括竖齿面和斜齿面，所述竖齿面和斜齿面之间的夹角为β，70°＜β＜85°；所述锯齿面的坡角为α，0°＜α＜20°。

作为上述技术方案的改进，所述锯齿面在水平面的投影为长板状。

作为上述技术方案的改进，所述锯齿面在水平面的投影为U形。

作为上述技术方案的改进，所述β/α＝39.7。

作为上述技术方案的改进，所述锯齿面为螺旋状。

作为上述技术方案的改进，所述β/α＝18.5。

作为上述技术方案的改进，所述演示板的外部套设有透明防护罩，所述隔热托盘和滴水管均设置在透明防护罩的内部。

作为上述技术方案的改进，所述隔热托盘的底部安装有回水槽，所述回水槽的槽底与水箱之间设置有回水管，所述回水管的下端通到水箱的内部，所述回水管的上端与回水槽的内腔连通。

本实用新型的有益效果：

所述莱顿弗罗斯特现象演示装置操作简单，能够完美、直观的演示莱顿弗罗斯特效应，演示效果多样化，观察效果好，有助于启发、引导观众对现象背后的科学原理、科学技术的探索，从而达到推广科普知识的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例1所述莱顿弗罗斯特现象演示装置的结构示意图；