Mesa de Flujo Laminar C10 Equipo Didáctico Equipo de Formación Profesional Equipo de Laboratorio de Mecánica de Fluidos
DESCRIPCIÓN
La Mesa de Flujo Laminar C10 es una versión mejorada del aparato clásico de Hele-Shaw con la incorporación de sumideros y fuentes. Consiste en dos láminas de vidrio laminado muy juntas, dispuestas horizontalmente sobre una moldura de fibra de vidrio.
Un tanque de entrada y un tanque de descarga están incorporados en la moldura, que se apoya sobre un marco de metal que se apoya en el suelo. Tres pies ajustables permiten una rápida nivelación de la mesa de flujo.
Ocho tomas en miniatura, que pueden usarse como sumideros o fuentes, están dispuestas alrededor de la línea central de la placa de vidrio inferior en una configuración cruciforme. Un doblete (un sumidero y una fuente en estrecha proximidad) está ubicado en el centro del patrón. Un sistema de tuberías, válvulas y colectores permite utilizar cualquier combinación de sumideros y fuentes. Una fila de válvulas de control montadas sobre la mesa de flujo se utiliza para ajustar el flujo a través de cada fuente individual. Se utiliza una fila de válvulas de control de lavabo para ajustar el flujo a través de cada lavabo individual. Una fila de agujas hipodérmicas unidas a un colector se coloca entre las placas de vidrio en el borde de entrada.
Para visualizar el flujo de agua entre las placas de vidrio, se inyecta un tinte a través de las agujas espaciadas de manera uniforme. La posición de cada línea de corriente está claramente indicada por el tinte, que se suministra desde un depósito equipado con una válvula de control de flujo. Una retícula negra sobre un fondo blanco está impresa en la parte inferior de la placa de vidrio inferior para ayudar a visualizar las líneas de corriente.
Los patrones creados por el flujo potencial se pueden registrar trazando en la hoja de vidrio superior o mediante fotografía si es necesario. Un difusor en el tanque de entrada y una placa de vertedero ajustable en el tanque de descarga ayudan a promover un flujo uniforme de agua. Se incorporan válvulas en la base de estos tanques para facilitar el drenaje. El flujo de agua está controlado por una válvula de control de flujo de entrada. Un regulador de presión reduce la presión del agua de la red y ayuda a minimizar las variaciones en el flujo.
La placa de vidrio superior se puede levantar en el borde frontal y mantener en esta posición para permitir que los modelos se coloquen en la sección de trabajo. Se suministra un conjunto de modelos para estudios básicos de flujo.
Estos modelos se fabrican a partir de láminas de plástico y quedan atrapados en la posición requerida cuando se baja la placa de vidrio superior. Se pueden fabricar modelos alternativos a partir de cualquier material conveniente y utilizarlos para investigar los patrones de flujo asociados.
Se crea un flujo laminar bidimensional entre las dos placas de vidrio mediante la combinación de baja velocidad del fluido y el estrecho espacio entre las placas. El flujo resultante está libre de turbulencias y proporciona una aproximación cercana al comportamiento de un fluido ideal. Dado que
el flujo está controlado por el potencial, la tabla de flujo se puede utilizar para modelar cualquier sistema físico que obedezca la Ley de Laplace. Por ejemplo, se puede simular un flujo de calor constante bidimensional a través de un conductor de sección transversal variable. En este caso, el flujo de calor está representado por el flujo de agua y la diferencia de temperatura en el sistema está representada por el potencial de presión del fluido.
De manera similar, los sumideros y las fuentes se pueden utilizar en combinación con el flujo de agua entre las placas para simular una variedad de situaciones de flujo. Por ejemplo, los patrones de flujo en las proximidades de los pozos, que extraen agua de fuentes subterráneas (acuíferos), pueden representarse utilizando una o más de las tomas como sumideros. El efecto de recarga de la fuente subterránea puede representarse utilizando una o más de las tomas como fuentes.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Sección de trabajo
Ancho interior del molde: 606 mm
Longitud de las placas de vidrio: 892 mm
Distancia entre placas de vidrio: 3,2 mm
Sumideros/fuentes: Ocho tomas en siete posiciones
Inyectores de colorante: 19 agujas hipodérmicas
Modelos suministrados
2x bancos de canales
2x rectángulos
3x cilindros
1x perfil aerodinámico
También se suministran 3 g de polvo de colorante azul
(rinde 1 l de solución de colorante cuando se agrega al agua)
CONTENIDO EXPERIMENTAL
Flujo ideal alrededor de cuerpos sumergidos
• Cilindro
• Perfil aerodinámico
• Cuerpo romo
Flujo ideal asociado con sumideros y fuentes
• Formación de un medio cuerpo de Rankine
• Formación de un óvalo de Rankine
• Líneas de corriente circulares a partir de un doblete
• Superposición de sumideros y fuentes
Flujo ideal en canales y en los límites
• Canal convergente
• Canal divergente
• Curva de 90 grados
• Contracción repentina
• Ampliación repentina
• Reemplazo de una línea de corriente por un límite sólido
Uso de líneas de corriente para analizar flujo bidimensional
Investigación: modelado de sistemas bidimensionales
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