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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(shè)備應(yīng)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(fù)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(nèi)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(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，所以抽水機是常用的設(shè)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(shè)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(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(chǎn)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(nèi)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(nèi)灌滿水，使殼內(nèi)的空氣排出。起動后，葉輪在電動機的帶動下高速旋轉(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(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、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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