【麥格紐斯效應(yīng)教學(xué)試驗(yàn)平臺(tái)】

　　功能作用介紹：

　　(一)主要目的

　　1.“麥格紐斯效應(yīng)”教學(xué)試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與制作;

　　2. 進(jìn)行“麥格紐斯效應(yīng)”教學(xué)試驗(yàn)，驗(yàn)證其可靠性與實(shí)用性;

　　3. 以其為平臺(tái)，推進(jìn)實(shí)施大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)。

　　(二)設(shè)計(jì)的方法

　　依據(jù)“麥格紐斯效應(yīng)”，(即在管中心線下側(cè)的物料顆粒，由于自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使顆粒上方氣流局部加速，物料顆粒下方的氣流局部減速，即在物料顆粒上下方之間有一個(gè)氣流速度差，相應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)壓強(qiáng)差，該壓強(qiáng)差形成的作用力方向自管底指向中心。這種作用也稱麥格紐斯效應(yīng))在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬顆粒狀物料在水平管道氣流輸送過程中顆粒的受力情況，來研制出一套教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，模擬出物料顆粒在氣流輸送過程中自旋且在空中飛行受力的過程，為得到最佳的物料輸送方式提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

　　(三)試驗(yàn)平臺(tái)主要功能

　　該平臺(tái)采用測試儀器的手段可以很方便地獲知球體的在不同狀態(tài)下的受力情況。依據(jù)受力情況來設(shè)計(jì)粒狀水平管道氣流輸送過程的有關(guān)參數(shù)。

　　該平臺(tái)的技術(shù)方案是：穿過球體中心且與之做成一體的金屬棒上端與調(diào)速電動(dòng)機(jī)采用柔性連接，調(diào)速電機(jī)在上，球體在下，球體選擇密度大的重質(zhì)銅球，以保障球體的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的對(duì)中性和平穩(wěn)性;球體移動(dòng)速度由調(diào)速風(fēng)機(jī)供給所需氣流代替，且在調(diào)速風(fēng)機(jī)和球體之間加裝了雙層整流網(wǎng)格，以保障調(diào)速風(fēng)機(jī)供給的風(fēng)量沿球體兩側(cè)均勻掠過;金屬棒下端插入滑動(dòng)軸承的孔中，滑動(dòng)軸承兩側(cè)采用柔性件固定在機(jī)架上，柔性件上對(duì)稱位置粘貼壓阻式應(yīng)變傳感器。球體在移動(dòng)且自旋過程中受到的側(cè)向力引起柔性件應(yīng)力變化，從而造成傳感器中應(yīng)變片的阻值變化，利用橋式電路收集阻值變化的電信號(hào)后轉(zhuǎn)換成為受力的數(shù)值。

　　(四)學(xué)生綜合能力培養(yǎng)方面取得的成效

　　1. 應(yīng)用于食品科學(xué)與工程專業(yè)的《食品機(jī)械與設(shè)備》課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅更新了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而且顯示了本研究成果的優(yōu)勢，讓學(xué)生直接感知科研成果，了解從事科學(xué)研究的基本過程和步驟，大大激勵(lì)了學(xué)生們的對(duì)創(chuàng)新性思維的認(rèn)知和興趣;

　　2. 借助本實(shí)驗(yàn)設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生們自我學(xué)習(xí)，積極參與，動(dòng)手實(shí)踐操作的綜合能力;

　　3. 利用本試驗(yàn)平臺(tái)多名本科同學(xué)完成了畢業(yè)論文，2屆本科同學(xué)的科研訓(xùn)練、3屆本科生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)等緊緊圍繞該研究內(nèi)容展開，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力。

　　4. 通過該實(shí)驗(yàn)技術(shù)設(shè)備，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)高精尖技術(shù)設(shè)備的直觀認(rèn)識(shí)和強(qiáng)化動(dòng)手使用能力的訓(xùn)練。對(duì)促進(jìn)教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念和教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)課程改革的深入發(fā)展，有效地提高了教學(xué)質(zhì)量，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的效果。

　　(五)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果及推廣價(jià)值

　　該試驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單，緊湊合理，現(xiàn)場操作與演示效果好，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。其融合了數(shù)學(xué)、物理、工程力學(xué)、流體力學(xué)、電工電子學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)等多門課程的知識(shí)，能夠直觀而簡單地讓學(xué)生了解掌握顆粒狀物料在水平管道氣流輸送過程中顆粒的受力情況并借助本裝置進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)研究。應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)，多門次課程知識(shí)間的銜接性密切，授課效果明顯提高，為以后數(shù)據(jù)測定提供有力保障。該試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)簡潔明了，造價(jià)低廉，易于推廣。對(duì)供學(xué)生學(xué)習(xí)研究、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)具有積極的意義。

　　作品名稱：麥格紐斯效應(yīng)教學(xué)試驗(yàn)平臺(tái)

　　完成單位：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院