Apparato di Hele-Shaw, studio del flusso laminare

Descrizione

Un apparato Hele-Shaw da banco per dimostrare il flusso laminare bidimensionale attorno a modelli di forma diversa.

Caratteristiche principali:

• Dimostrazione visivamente efficace di un’ampia varietà di modelli di flusso attorno a forme diverse

• Ideale per lavori individuali e di gruppo e dimostrazioni in classe

• Compatto e indipendente

• Modelli facilmente ritagliabili da fogli (inclusi) – quasi tutte le forme possibili

• Introduzione ideale al flusso potenziale incomprimibile (aerodinamica)

• Punti di sorgente e di pozzo forniti

• Può mostrare problemi di infiltrazione del terreno

Descrizione

L’apparecchio Hele-Shaw  produce un flusso laminare e costante che consente agli studenti di studiare varie disposizioni di sorgenti e pozzi e di osservare il flusso attorno a una varietà illimitata di modelli di forma diversa.

Con questio strumento si può rappresentare l’infiltrazione dell’acqua attraverso i solidi e simulare qualsiasi processo che soddisfi l’equazione di Laplace in due dimensioni. I docenti possono quindi utilizzarlo anche per rappresentare il flusso in altre branche dell’ingegneria, come l’aerodinamica o il flusso di elettricità e calore.

Qusto trainer didattico funziona con un’alimentazione d’acqua costante e priva di aria e con uno scarico adeguato. L’apparecchiatura consiste in un canale formato tra due piastre. L’acqua scorre lungo il canale con un basso numero di Reynolds, quindi le forze di inerzia non sono importanti.

Un colorante che scorre attraverso diversi piccoli fori all’estremità a monte produce linee di flusso. La lastra di vetro superiore, rimovibile, presenta linee a griglia per facilitare l’analisi dei modelli di flusso. L’apparecchio viene fornito con un foglio di gomma da cui ritagliare modelli di varie forme. Quando vengono posizionati tra le due lastre, gli studenti possono vedere le linee di flusso che scorrono intorno ai modelli. Inoltre, le valvole e la pompa per il vuoto consentono agli studenti di collegare due sorgenti e due pozzi (o qualsiasi combinazione di entrambi).

Per eseguire gli esperimenti, gli studenti avviano il flusso dell’acqua e aprono una valvola colorante quanto basta per produrre linee di flusso facilmente visibili. Utilizzano poi le valvole per consentire all’acqua di fluire da un punto di origine o di drenare in un punto di scarico, o varie combinazioni di punti di flusso o di scarico. La pompa a vuoto rafforza i punti di caduta.

Esercitazioni

• Sorgenti e pozzi in un flusso uniforme

• Doppietto in un flusso uniforme

• Flusso attorno ad un cilindro (disco) e ad un profilo alare,attraverso un orifizio e un diffusore,attraverso uno scambiatore di calore

• L’equazione della quantità di moto

• Relazione di flusso laminare per il flusso tra due piatti paralleli

• Equazioni della velocità media (incluse le infiltrazioni nel suolo)

• Relazioni di flusso potenziali

• Consente ai docenti di rappresentare il flusso in altri rami della ingegneria, come l’aerodinamica o l’elettricità e flusso di calore

Utilizzabile con NABLATQH9A