C16 Sistema de visualização de fluxo de bolha de hidrogénio Equipamento didático Equipamento de formação vocacional Equipamento de laboratório de mecânica de fluidos
DESCRIÇÃO
O sistema de visualização do fluxo de bolhas de hidrogénio é compacto, montado em bancada e independente, necessitando apenas de enchimento com água e ligação à rede elétrica.
É composto por um tanque de fluxo, uma consola de controlo eletrónico separada e um conjunto abrangente de modelos de visualização de fluxo em acrílico transparente.
A parte superior do tanque de fluxo é fabricada em plástico reforçado com vidro (GRP) para maior durabilidade e incorpora uma secção de trabalho ampla e pouco profunda com um leito plano de acrílico preto para estudos de visualização de fluxo. Um fluxo suave de água com velocidade variável passa pela secção de trabalho. Isto é conseguido utilizando uma unidade de acionamento de fluido única, em combinação com retificadores de caudal. A profundidade na secção de trabalho pode ser alterada por um conjunto de faixas de açude na extremidade de descarga.
Com o equipamento são fornecidos vários modelos de acrílico, como secção de aerofólio e cilindros de diferentes diâmetros. Podem ser posicionados na secção de trabalho para mostrar os efeitos do fluxo em torno destas formas. Os modelos definidos pelo utilizador também podem ser usados.
Um módulo de iluminação, colocado na água junto à secção de trabalho, produz um amplo feixe de luz abaixo da superfície da água e ilumina as bolhas de hidrogénio para auxiliar a visualização dos padrões de fluxo.
As bolhas de hidrogénio são produzidas por um fino fio catódico de platina/irídio localizado sob a superfície da água e normal à direção do fluxo. O fio é mantido esticado por um suporte bifurcado (fornecido em três larguras) e mantido na posição desejada por um tripé com suporte ajustável. As bolhas de hidrogénio podem ser produzidas com água da torneira pura, no entanto o sal de Glauber (sulfato de sódio) também é fornecido com a unidade para fins de investigação.
A consola de controlo eletrónico fornece todos os serviços elétricos necessários para o tanque de fluxo e incorpora o gerador de bolhas de hidrogénio. Todos os parâmetros de funcionamento são apresentados num display de cristal líquido. Estão incluídos controlos para a bomba de água, fonte de luz e gerador de bolhas de hidrogénio.
O tamanho das bolhas de hidrogénio pode ser variado ajustando a corrente ao fio catódico. O gerador mantém automaticamente a corrente no valor necessário, variando a tensão de alimentação para compensar as alterações na resistência do circuito.
O gerador pode produzir um fluxo contínuo de bolhas, se necessário. No entanto, para auxiliar a visualização e permitir a realização de medições quantitativas, as bolhas podem ser “ligadas” e “desligadas” numa série de impulsos, sendo os impulsos e os espaços variáveis de forma independente e contínua, com ambos os tempos indicados no visor.
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
Gerador de impulsos: período ligado e desligado de 3 a 2500ms
Fonte de luz: 48 díodos emissores de luz de alta intensidade
3 x elétrodos: 35 mm, 50 mm e 75 mm de largura
Tipo de cátodo: Platina/Irídio
3 x registos de paragem
1 x conjunto de modelos de visualização de fluxo em acrílico transparente em recipiente de proteção que compreende:
– 2 x guia reta (330 mm de comprimento)
– 2 x Bloco espaçador para guias retas
– 2 x Blocos com Extremidades Radiadas
– 4 x Cilindros (6mm, 12mm, 18mm e 25mm de diâmetro)
– 1 x Secção Aerofólio
– 1 x Placa Plana com Extremidade Radiada
– 2 x Bloco Retangular (70mm x 40mm x 20mm)
– 1 x Placa Curva
– 2 x bloco escalonado
CONTEÚDO EXPERIMENTAL
Visualização de escoamento bidimensional usando bolhas de hidrogénio
Observação do escoamento em torno de formas padrão (cilindro, aerofólio, etc.)
Analogia ao escoamento aerodinâmico
Separação de Fluxo
Formação de vórtices, demonstração dos vórtices Karman
Compreender o fluxo laminar e turbulento
Demonstração do crescimento da camada limite
Demonstração da separação da camada limite e formação de turbilhões
Análise quantitativa de padrões de escoamento utilizando bolhas pulsadas
Observação do fluxo em torno dos modelos criados pelo utilizador (trabalho de projeto)
Apresentações/gravação de padrões em grande escala utilizando uma câmara de vídeo ou webcam (não fornecida)
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