Aparelho de Hele-Shaw Hidrodinâmica Equipamento de Laboratório Equipamento Educacional

H9 Aparelho de Hele-Shaw Hidrodinâmica Equipamento de Laboratório Equipamento Educacional

APARELHO HELE-SHAW
O aparelho de Hele-Shaw produz linhas de corrente em um fluxo laminar constante. Ele permite que os alunos estudem vários arranjos de fontes e sumidouros e observem o fluxo em torno de uma variedade ilimitada de modelos de formatos diferentes. O aparelho pode representar infiltração de água através de sólidos e pode simular qualquer processo que satisfaça a equação de Laplace em duas dimensões. Assim, os professores também podem usá-lo para representar o fluxo em outros ramos da engenharia, como aerodinâmica ou eletricidade e fluxo de calor.
O aparelho funciona com abastecimento de água estável e isento de ar e escoamento adequado. O equipamento consiste em um canal formado entre duas placas. A água flui ao longo do canal com um número de Reynolds baixo, de modo que as forças de inércia não são importantes.
Um corante fluindo através de vários pequenos orifícios na extremidade a montante produz linhas de corrente. A placa de vidro superior removível possui linhas de grade para ajudar na análise dos padrões de fluxo. O aparelho vem com uma folha de borracha para recortar vários formatos de modelos. Quando colocados entre as duas placas, os alunos podem ver os padrões aerodinâmicos fluindo em torno dos modelos. Além disso, válvulas e uma bomba de vácuo permitem que os alunos conectem duas fontes e duas pias (ou qualquer combinação de ambas).

Para realizar experimentos, os alunos iniciam o fluxo de água e abrem uma válvula de corante apenas o suficiente para produzir linhas de fluxo facilmente visíveis. Eles então usam válvulas para permitir que a água flua de um ponto de origem ou drene para um ponto de escoamento, ou várias combinações de fluxo ou pontos de escoamento. A bomba de vácuo fortalece os pontos de pia.
Para incorporar modelos no fluxo livre do aparelho e estudar o efeito nas linhas de corrente, os alunos cortam as formas que precisam da folha de borracha (fornecida). Eles então imprensam o modelo entre as duas placas do aparelho e iniciam o fluxo.
Para fornecer uma carga constante e um fluxo suave e sem ar do seu abastecimento de água, oferece o tanque coletor opcional (H9a).
RESULTADOS DE APRENDIZAGEM
Vários experimentos de visualização de fluxo em duas dimensões, incluindo pontos de afundamento e fonte e fluxo em torno de modelos, por exemplo:
• Fontes e sumidouros em um fluxo uniforme
• Doublet em um fluxo uniforme
• Fluxo em torno de um cilindro (disco) e um aerofólio
• Fluxo através de um orifício e um difusor
• Fluxo através de um trocador de calor
• A equação do momento
• Relação de fluxo laminar para fluxo entre duas placas paralelas
• Equações de velocidade média (incluindo infiltração em solos)
• Relacionamentos de fluxo potenciais