Aparato Hele-Shaw Equipo de laboratorio de hidrodinámica Equipo educativo

H9 Aparato Hele-Shaw Equipo de laboratorio de hidrodinámica Equipo educativo

APARATO HELE-SHAW
El aparato Hele-Shaw produce líneas de corriente en un flujo laminar y constante. Permite a los estudiantes estudiar varios arreglos de fuentes y sumideros, y observar el flujo alrededor de una variedad ilimitada de modelos de diferentes formas. El aparato puede representar la filtración de agua a través de sólidos y puede simular cualquier proceso que satisfaga la ecuación de Laplace en dos dimensiones. Por lo tanto, los profesores también pueden usarlo para representar el flujo en otras ramas de la ingeniería, como la aerodinámica o la electricidad y el flujo de calor.
El aparato funciona con un suministro constante de agua sin aire y un desagüe adecuado. El equipo consta de un canal formado entre dos placas. El agua fluye a lo largo del canal con un número de Reynolds bajo, por lo que las fuerzas de inercia no son importantes.
Un tinte que fluye a través de varios orificios pequeños en el extremo aguas arriba produce líneas de corriente. La placa de vidrio superior extraíble tiene líneas de cuadrícula para ayudar en el análisis de los patrones de flujo. El aparato viene con una lámina de goma de la que se pueden cortar varias formas de modelos. Cuando se coloca entre las dos placas, los estudiantes pueden ver los patrones aerodinámicos que fluyen alrededor de los modelos. Además, las válvulas y una bomba de vacío permiten a los estudiantes conectar dos fuentes y dos sumideros (o cualquier combinación de ambos).

Para realizar experimentos, los estudiantes inician el flujo de agua y abren una válvula de tinte lo suficiente como para producir líneas de corriente fácilmente visibles. Luego usan válvulas para permitir que el agua fluya desde un punto de origen o drene hacia un punto de sumidero, o varias combinaciones de puntos de flujo o sumidero. La bomba de vacío refuerza los puntos de sumidero.
Para incorporar modelos en el flujo libre del aparato y estudiar el efecto en las líneas de corriente, los estudiantes cortan las formas que necesitan de la lámina de goma (suministrada). Luego intercalan el modelo entre las dos placas del aparato y comienzan el flujo.
Para proporcionar una cabeza constante y un flujo suave y sin aire de su suministro de agua, ofrece el tanque de cabecera opcional (H9a).
LOS RESULTADOS DEL APRENDIZAJE
Varios experimentos de visualización de flujo en dos dimensiones, incluidos puntos de sumidero y fuente y modelos de flujo alrededor, por ejemplo:
• Fuentes y sumideros en una corriente uniforme
• Doblete en una corriente uniforme
• Flujo alrededor de un cilindro (disco) y un perfil aerodinámico
• Flujo a través de un orificio y un difusor
• Flujo a través de un intercambiador de calor
• La ecuación del impulso
• Relación de flujo laminar para flujo entre dos placas paralelas
• Ecuaciones de velocidad media (incluida la filtración en suelos)
• Relaciones de flujo potencial