目录

TOPIC 17 Vacuum Bazooka

This is the homepage of project 17, welcome.

课题结果

课题汇报ppt速度误差分析.pptxvacuum_bazooka.pptx

课题介绍

Hereby's the introduction of project 17, common name, that is, vacuum bazooka, which is concerned about kinetic fluid traits.The vacuum bazooka is demonstrated widely in North America middle school physic experiment classes to show the students the ambient atmosphere pressure.

Here upload the files and literature we found in the internet ,some of them were obtained without copyright. 1.pdf 2.pdf 3.pdf 4.pdf 5.pdf 6.pdf

石申阳 2017/03/18 22:57 Here I upload the complete references.literature.zip Given that we have not discover the optimal mean to create a vacuum that is actually a necessity to our experiment, as a consequence, we are far away from the velocity of the projectile which is expected to be nearly ultrasonic. — 石申阳 2017/03/21 23:33

4月13日实验

今天定量测量了管的长度与发射速度的关系。

4月12日实验

今天定量测量了小球质量与发射速度的关系。 终于,把帧数的问题搞清楚了!!

4月6日实验

今天的实验比较失败。原因可能是装置有点漏气了,另一个原因可能是新铝箔有点容易破损。 今天做了一点细琐的工作:两层膜不行,管口两端的气压基本相同。 以及光靠空气是可以冲破铝箔。

4月5日实验

摘要

今天我们总共做了3组比较重要的实验。两幅图片中,上一张图片是球在管口的位置,下一张图片是下一时刻球的位置。比较球的位置可以定性的判断球的速度大小。

关阀门的影响

相同情况下关阀门和关阀门的对比,使用的是低于大气压的0.055mpa,3.5g的球。

明显是不关阀门效果好

现在换用圆柱体,2.7g,5.9cm

左图为不关阀门

球形状的影响

左图为球,右图为圆柱体

4月4日实验

3月22日实验

经验

1.感觉每次来实验室之前要先做好实验的计划,像这一天的实验和前一天的实验比起来进展十分有限,前一天的实验因为有了更加完备的器材,所以进展十分可观,我们搭建起了基本的实验平台,测试了几种发射方式,但这一天的实验我们就没想清楚要测试什么样的内容,所以造成了一方面进展缓慢,一方面效率有点低下,这个值得我们反思;

2.今天的实验出现了很多意想不到的失败,感觉我们对实验本身的原理的理解还有一定的偏差,主要体现在:

第一,发射方法究竟如何取舍。参考视频中的发射方法均为使触发口密封膜由于压强差达到了膜本身能承受的压强从而爆破使空气进入产生压强差推动位于后方的小球前进。我们在实验中发现,一方面可能由于我们的吸尘器功率不足,没有办法制造到能使膜爆破所需要的压强差,另一方面也有可能我们的密封膜对压强差的要求较大,所以首先我们目前能成功的触发方式只有18号实验中使用橡皮筋脱落的方式触发,但是这样做很大可能包裹的塑料袋的膜会随着空气一起进入到管口中,这对我们充分利用压强差十分不利;

第二,我们发现物体与发射管内径不匹配也是一个很大的问题,我们这一天做了很多实验,改变了我们能改变的很多变量,如是否关闭气阀门,将球放置在吸气口前方还是后方,用尖锐物体戳破膜的方式还是橡皮筋的方式触发等等,但收到的效果微乎甚微,当然管长也是我们要考虑的一个主要的变量,但是现在出于材料限制,我们打算等到其他因素能完备之后在进行管长的改变,不过话说回来,这也是我们这一天的一个比较大的收获,毕竟排除了许多变量,但是还是回到第一点,做好实验计划很重要;

第三,我们应该还缺少理论计算,因为机械地改变变量不用适当的公式作为我们原理的支持那其实比较主观,所以我觉得我们应该要在实验原理上再进一步完善再考虑做进一步的实验。 — flash 2017/03/23 13:09

3.清明节前,再将抽气设备换为真空泵后,发射效果有了很大提升。真空泵的功率并不大,抽气速度并不快,可是与吸尘器相比,在密封条件良好的情况下,能够达到的最低真空度会小上许多(也许是2~3pa),同时,由戳破blasting disk的方法取得了第一成功。同时发现: 1.出口处并不需要橡皮筋箍紧,紧靠Al箔的张力就可以做到,这减小了projectile出射的阻力,可以提高速度。 2.两边应用机油密封,下次实验前会到五金店采购机油,将pvc的两端涂抹机油并盖上铝箔后真空度有了很大提升。 3.也许应用锤子打破blasting disk,单独用尖锐物戳破造成的缺口太小,不利于空气进入。 — 石申阳 2017/04/04 09:47

3月21日实验

今日,与附近的五金店采购实验材料。购得三种不同半径的,3m长的聚氯乙烯管;hot glue;接头转换装置;阀门。徐淳灏同学于家中带来了功率上达千瓦的吸尘器,本小组与当晚进行了第一次具有相对完善实验设备的实验的,相对上次有了很大改进与提升。 — 石申阳 2017/03/21 23:33

概述

物品 参数
PVC管 大:46.80mm;中:36.84mm;小29.20mm
铝箔 一卷
气阀门 一个
热胶 两个
热胶枪 一个
吸尘器 一个(自备)
橡皮筋 若干

实验

实验时间 抽气口密封方法 发射口密封方法 触发口密封方法 轻物体类型 管类型 方案 结果 备注
21:10 气阀门加热胶(效果良好) 两条橡皮筋缠绕四圈加塑料袋 一条橡皮筋缠绕两圈加塑料袋 乒乓球 大号PVC管 第一类方案 成功 发射方法为后方橡皮筋率先脱落外界大气压推动小球向前推动并弹出前方橡皮筋
21:20 同上 同上 同上 铝箔简单包裹乒乓球,加大半径至约比内径小1.5mm左右 同上 同上 成功(速度较快)
21:27 同上 同上 同上 气泡纸配合透明胶带包裹乒乓球,再次加大半径,但是表面比较粗糙 同上 同上 失败 估计摩擦过大

flash 2017/03/23 12:23

3月18日实验

18号下午尝试搭建简易实验平台,缺少大部分实验材料。

实验次数 抽气口密封方法 发射口密封方法 触发口密封方法 轻物体类型 管类型 方案 结果 备注
第一次实验 透明胶带 纸片 透明胶带 塑料小球(比管内径小比较多) PVC(较短,约20cm) 第一种方案 成功(但是出射速度较小,归结为密封问题) 抽气口通过转换管插入到管子较深处,基本触底
第二次实验——第N次实验 同上 同上 尝试塑料袋 尝试泡沫小球(直径较大,但是与管的内部的空隙仍然比较大) 尝试纸筒 尝试第一种方案,成功但是效果十分有限,归结为失败 失败 抽气口后来有尝试过优化至不再插入过深,但是结果仍然失败

两种方案

1.即时发射示意图及原理

2.抽气后发射参考文献

比较两种方案的优劣也是本实验要研究的

猜想失败原因

1.半径不匹配,导致抽气效果较差;

2.膜的爆破的程度不好;

3.功率不足;

改进方法

1.制作抽气阀门;

2.寻找更加匹配的吸尘器;

3.制作转换头;

4.多种管,透明/不透明;

5.玻璃纸、铝箔;

6.套头转换器(用来封装发射口及触发口);

7.玻璃胶作为密封材料;

其他

去了五金店,发现转换头找不到,阀门有个比较大的,管有各种尺寸,可以就近购买 — flash 2017/03/19 08:54

讨论区

这两天在忙着采购准备材料,还有之后要搬运,真是个累活。 — 徐淳灏 2017/03/20 16:13
我觉得炮弹可以用轻一些的木头,而且形状是球形的话会不会因为空气阻力略大导致区别不明显。 — 栗子水怪 2017/03/21 23:03
请补充21晚上实验结果 — lvjinglin 2017/03/22 20:33
炮弹的因素我们打算放到后面如果有条件再来研究,主要考虑其他的因素比较方便改变 — flash 2017/03/23 13:02
这是这个实验的终极形态http://www.guokr.com/post/777318/,请几位务必注意实验安全 — 杨宸 2017/03/27 22:49
是否能补上成功实验的装置图片及效果?这个课题真有意思 — 刘晋榕 2017/03/28 20:34
很有意思,但是目前我们的速度只有20m/s,想要很快还是有很大差距,可能问题还是出在吸尘器上。 — 徐淳灏 2017/03/28 23:21
吸尘器已经罢工了,但是依然不知道问题出在哪 :-(徐淳灏 2017/03/28 23:21
真空表已经购置完毕,可以于这周三开展定量实验了。 — 石申阳 2017/04/04 08:46
明天什么时候?想去围观。 — 杨宸 2017/04/04 18:11
手痒把图片直接修改了大小–其实直接看图像大小设置就好 — 刘晋榕 2017/04/04 17:21
谢谢 — 徐淳灏 2017/04/05 09:43
希望能有数据图片的简要解释–如介绍是什么对时间的图像以便理解。 — 刘晋榕 2017/04/06 10:05