C10 – Tavola a flusso laminare

La tavola a flusso laminare C10 è una versione migliorata del classico apparato Hele-Shaw con l’aggiunta di pozzi e sorgenti. È costituito da due lastre di vetro stratificato ravvicinate, disposte orizzontalmente su un modanatura in fibra di vetro.

Un serbatoio di ingresso e un serbatoio di scarico sono incorporati nella cornice, che è supportata da un telaio metallico a pavimento. Tre piedini regolabili consentono un rapido livellamento della tavola di flusso.

Otto prese in miniatura, che possono essere utilizzate come lavandini o sorgenti, sono disposte attorno alla linea centrale della lastra di vetro inferiore in una configurazione a croce. Un doppietto (un pozzo e una sorgente nelle immediate vicinanze) si trova al centro del modello. Un sistema di tubi, valvole e collettori consente di utilizzare qualsiasi combinazione di pozzi e sorgenti. Una fila di valvole di controllo montate sopra la tavola di flusso viene utilizzata per regolare il flusso attraverso ogni singola sorgente. Una fila di valvole di controllo del lavello viene utilizzata per regolare il flusso attraverso ogni singolo lavello. Una fila di aghi ipodermici fissati ad un collettore è posizionata tra le lastre di vetro sul bordo di ingresso.

Per visualizzare il flusso d’acqua tra le lastre di vetro, il colorante viene iniettato attraverso gli aghi equidistanti. La posizione di ciascuna linea di flusso è chiaramente indicata dal colorante, che viene fornito da un serbatoio dotato di una valvola di controllo del flusso. Un reticolo nero su sfondo bianco è stampato sul lato inferiore della lastra di vetro inferiore per facilitare la visualizzazione delle linee aerodinamiche.

Gli schemi creati dal flusso potenziale possono essere registrati tracciandoli sulla lastra di vetro superiore o fotografandoli, se necessario. Un diffusore nel serbatoio di ingresso e uno stramazzo regolabile nel serbatoio di scarico contribuiscono a favorire un flusso d’acqua uniforme. Le valvole sono incorporate nella base di questi serbatoi per facilitare il drenaggio. Il flusso dell’acqua è controllato da una valvola di controllo del flusso in ingresso. Un regolatore di pressione riduce la pressione dell’acqua di rete e aiuta a ridurre al minimo le variazioni di flusso.

La lastra di vetro superiore può essere sollevata sul bordo anteriore e mantenuta in questa posizione per consentire il posizionamento dei modelli nella zona di lavoro. Viene fornita una serie di modelli per gli studi di base sul flusso.

Questi modelli sono realizzati in lamiera di plastica e rimangono intrappolati nella posizione richiesta quando la lastra di vetro superiore viene abbassata. Modelli alternativi possono essere fabbricati da qualsiasi materiale conveniente e utilizzati per studiare i modelli di flusso associati.

Il flusso laminare bidimensionale viene creato tra le due lastre di vetro dalla combinazione della bassa velocità del fluido e dello stretto spazio tra le lastre. Il flusso risultante è esente da turbolenza e fornisce una buona approssimazione al comportamento di un fluido ideale. Poiché il flusso è controllato dal potenziale, la tavola di flusso può essere utilizzata per modellare qualsiasi sistema fisico che obbedisca alla legge di Laplace. Ad esempio, è possibile simulare un flusso di calore costante bidimensionale attraverso un conduttore di sezione trasversale variabile. In questo caso il flusso di calore è rappresentato dal flusso d’acqua e la differenza di temperatura nel sistema è rappresentata dal potenziale di pressione del fluido.

Allo stesso modo, i pozzi e le sorgenti possono essere utilizzati in combinazione con il flusso d’acqua tra le piastre per simulare una varietà di situazioni di flusso. Ad esempio, gli schemi di flusso in prossimità di pozzi, che prelevano acqua da fonti sotterranee (falde acquifere), possono essere rappresentati utilizzando uno o più rubinetti come pozzi. L’effetto di ricarica della rete interrata può essere rappresentato utilizzando come sorgenti una o più derivazioni.

Categorie: Serie C – Meccanica dei fluidi avanzata, C10 – Tavola a flusso laminare, Educativo

Disponibilità: Su richiesta

Documentazione

Scheda tecnica (PDF)