Apparato di Hele-Shaw, studio del flusso laminare
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Descrizione
Necessita del serbatoio NABLATCQH9A
L’apparato Hele-Shaw di TecQuipment produce linee di flusso in un flusso laminare e stabile. Permette agli studenti di studiare varie disposizioni di sorgenti e pozzi e di osservare il flusso attorno a un’infinità di modelli di forme diverse.
L’apparato può rappresentare l’infiltrazione d’acqua attraverso i solidi e può simulare qualsiasi processo che soddisfi l’equazione di Laplace in due dimensioni.
Pertanto, i docenti possono utilizzarlo anche per rappresentare il flusso in altri rami dell’ingegneria, come l’aerodinamica o il flusso di elettricità e calore.
L’apparato funziona con un flusso d’acqua stabile e senza aria e con un drenaggio adeguato. L’attrezzatura consiste in un canale formato da due piastre, dove l’acqua scorre lungo il canale a un basso numero di Reynolds.
Un colorante che scorre attraverso diversi piccoli fori all’estremità a monte produce le linee di flusso. La piastra superiore in vetro rimovibile ha delle griglie per aiutare ad analizzare i modelli di flusso. L’apparato viene fornito con un foglio di gomma da cui ritagliare varie forme di modelli.
Quando vengono posizionati tra le due piastre, gli studenti possono vedere i modelli di linee di flusso attorno ai modelli. Inoltre, valvole e una pompa a vuoto permettono agli studenti di collegare due sorgenti e due pozzi (o qualsiasi combinazione di entrambi).
Per eseguire gli esperimenti, gli studenti avviano il flusso d’acqua e aprono una valvola del colorante solo quanto basta per produrre linee di flusso facilmente visibili. Successivamente, utilizzano le valvole per permettere all’acqua di fluire da un punto di origine o di defluire in un punto di scarico, o varie combinazioni di punti di flusso o di scarico.
La pompa a vuoto rafforza i punti di scarico. Per incorporare i modelli nel flusso libero dell’apparato e studiare l’effetto sulle linee di flusso, gli studenti tagliano le forme necessarie dal foglio di gomma (fornito). Poi, inseriscono il modello tra le due piastre dell’apparato e avviano il flusso.
Esercitazioni:
- Sorgenti e pozzi in un flusso uniforme
- Doppietta in un flusso uniforme
- Flusso attorno a un cilindro (disco) e un profilo alare
- Flusso attraverso un orifizio e un diffusore
- Flusso attraverso uno scambiatore di calore
- L’equazione del momento
- Relazione del flusso laminare per il flusso tra due piastre parallele
- Equazioni della velocità media (incluso l’infiltrazione nei terreni)
- Relazioni del flusso potenziale
- Permette ai docenti di rappresentare il flusso in altri rami dell’ingegneria, come l’aerodinamica o il flusso di elettricità e calore
