節速器

節速器

節速器用於調節機械速度。如離心節速器用於調節發動機轉速,也可以用於演示角動量守恆試驗。

基本介紹

  • 中文名:節速器
  • 外文名:speed governor
  • 運用領域:工程力學
  • 調節方法:調節球體到連桿的距離
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概念

常見的節速器為離心節速器。離心節速器常用於調節發動機轉速。離心節速器也可以用來演示角動量守恆。

離心節速器

用途

演示離心節速器自動調節發動機轉速的原理。

結構

如圖1所示。離心節速器由調節器節流閥兩部分組成。調節器是在一根金屬桿上端用活動接頭連線著
兩個關節臂,臂的另一端各附有一個金屬重球。從關節臂中部各有一根連桿連線到可以沿軸桿滑動的滑套上,一個套在金屬桿上的螺線彈簧把滑套頂著。節流閥是裝在進氣管里的一塊可以轉動的金屬圓片。它通過槓桿連線著一個金屬撥權。金屬撥權插在調節器滑套的溝槽里。
節速器
圖1

用法

把離心節速器的調節器的軸插入手搖轉台從動輪插孔,用頂絲固定。在轉台的座架上旋上立桿,裝上節流
閥,把連線在節流閥上的撥叉插進調節器滑套的溝槽里,然後就可把儀器轉動起來。當轉速增大時,重球作離心運動把滑套提高,壓縮彈簧。通過杈子槓桿作用,使節流閥轉向水平位置減少了進氣通路。反之將增大進氣通路。

離心節速器演示角動量守恆

實驗目的

演示外力矩為零時轉動物體的角動量守恆。

儀器組成

如圖2所示。
節速器
圖2

實驗原理

質點系繞定軸轉動時,若其所受到的合外力矩為零,則質點系的角動量守恆。延長線與轉動軸相交的外力不產生外力矩,因此它不會影響質點系的角動量。若質點系在這種力的作用下繞定軸轉動的轉動慣量改變,則它的角速度將發生相應的改變以保持總角動量守恆。
本實驗裝置是一個由兩個球體連桿組成的離心節速器,拉動套在軸上的套管可以通過連桿改變兩個球體到軸的距離,從而改變球體系統對軸的轉動慣量。

實驗步驟

1.操作者右手握軸上的套筒,將兩個球臂撐開,左手撥動小球,使兩球臂旋轉起來。這時轉動系統的轉動慣量較大。
2.將套筒向下移動,通過連桿使兩球臂收攏,由於套筒移動過程中合外力矩為零,轉動系統應保持角動量守恆,而這寸轉動系統對中心軸的轉動慣量減小,結果是轉動的角速度增大。
3.將套筒向上移動,角速度又減小。

注意事項

撥動小球使它們轉動儘量快,但拉推套筒動作要平緩。

瓦特與節速器

瓦特突破性地發明了雙汽缸結構的蒸汽機。而這一突破的核心,就是發明了能夠隨著活塞運動使蒸汽交替進入兩個汽缸的滑塊結構。同時,瓦特電發明了節氣閥與離心節速器來控制蒸汽機的轉速和運行。這些改變使蒸汽機的效率大大提高。赫倫的蒸汽球和巴本的高壓鍋,終於在瓦特的手裡變成了真正實用的機械,推動了整個工業革命的進程。

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