從自由渦流到強制渦流，為您的實驗室提供最直觀的理論驗證方案
在流體力學的教學現場，如何將複雜的公式轉化為學生可感知的物理現象，一直是教學上的挑戰。TecQuipment H13 渦流實驗裝置 (Vortex Apparatus) 提供了一個完整的解決方案，讓學生能親手操作並觀察自由渦流 (Free Vortex) 與強制渦流 (Forced Vortex) 的形成過程，並透過精確的量測工具進行理論驗證。
實驗說明
1. 強制渦流 (Forced Vortex) 透過低電壓變頻馬達帶動容器繞其垂直軸旋轉，使其中的流體如剛體般轉動。在此狀態下，流體顆粒具有相同的角速度。學生可以使用橫移探針 (Traverse Probe) 測量其水面剖面，或將探針更換為皮托管 (Pitot tube) 以測量流體內部的總水頭 (Total Head) 分布。
2. 自由渦流 (Free Vortex) 在容器內放入一個穿孔的透明圓柱形成環狀區域，水流進入後會向中心孔螺旋流動，形成類似浴缸排水或龍捲風的空心渦流。與強制渦流不同，自由渦流在越靠近中心處速度越快，其表面剖面遵循 的規律而非拋物線。
設備特色
全方位可視化觀測： 採用透明雙層容器設計，確保學生能從任何角度清晰觀察渦流的結構與動態。
高精度量測系統： 配備具有毫米刻度的橫移探針與皮托管，可精確紀錄水面高度（z）與總能量頭（H），便於學生將實驗結果與伯努利定律或牛頓運動定律進行對比。
數位化教學支援： 支援 TecQuipment 提供的水力數據管理軟體 (HDMS)。學生可直觀地輸入、評估並匯出數據圖表，運行自動計算以加速學習成效。
安全與相容性： 採用低電壓馬達確保操作安全，並可搭配安裝於 TecQuipment H1F 數位水力實驗台上，或是適合的供水與排水系統上。
實驗成效與應用
理論與實務對比： 透過繪製渦流表面高度(z)與徑向距離平方(r^2)的線性關係圖，學生能驗證理論預測的梯度是否與實驗觀察相符。
實驗誤差分析： 裝置可引發關於測量誤差的討論，例如手持皮托管的方向性或讀數落差對實驗數據的影響。
TecQuipment H13 渦流實驗裝置不僅是研究流體動力學的強大工具，更是連結教科書理論與實驗室實作的最佳橋樑，欲了解更多詳情，歡迎您與我們洽詢。
