C10 Laminar Flow Table Didaktische Ausrüstung Berufsausbildungsausrüstung Fluidmechanik-Laborausrüstung
BESCHREIBUNG
Der C10 Laminar Flow Table ist eine verbesserte Version des klassischen Hele-Shaw-Apparats mit zusätzlichen Senken und Quellen. Er besteht aus zwei eng beieinander liegenden Verbundglasscheiben, die horizontal auf einer Glasfaserform angeordnet sind.
In der Form sind ein Zulauftank und ein Ablauftank integriert, die auf einem bodenstehenden Metallrahmen ruhen. Drei verstellbare Füße ermöglichen eine schnelle Nivellierung des Strömungstisches.
Acht Miniaturanschlüsse, die als Senken oder Quellen verwendet werden können, sind in einer kreuzförmigen Konfiguration um die Mittellinie der unteren Glasplatte angeordnet. In der Mitte des Musters befindet sich ein Doublet (eine Senke und eine Quelle in unmittelbarer Nähe). Ein System aus Rohren, Ventilen und Verteilern ermöglicht die Verwendung beliebiger Kombinationen von Senken und Quellen. Eine Reihe von Regelventilen, die über dem Strömungstisch angebracht sind, dient zur Regulierung des Durchflusses durch jede einzelne Quelle. Mit einer Reihe von Spülbecken-Steuerventilen wird der Durchfluss durch jedes einzelne Spülbecken eingestellt. Zwischen den Glasplatten an der Zulaufkante ist eine Reihe von Injektionsnadeln angebracht, die an einem Verteiler befestigt sind.
Um den Wasserfluss zwischen den Glasplatten sichtbar zu machen, wird Farbstoff durch die gleichmäßig verteilten Nadeln injiziert. Die Position jeder Stromlinie wird deutlich durch den Farbstoff angezeigt, der aus einem Behälter mit Durchflussregelventil zugeführt wird. Auf der Unterseite der unteren Glasplatte ist ein schwarzes Raster auf weißem Hintergrund aufgedruckt, um die Stromlinien besser sichtbar zu machen.
Die durch den potenziellen Fluss erzeugten Muster können durch Nachzeichnen auf der oberen Glasplatte oder bei Bedarf durch Fotografie aufgezeichnet werden. Ein Diffusor im Zulaufbehälter und eine einstellbare Wehrplatte im Ablaufbehälter tragen zu einem gleichmäßigen Wasserfluss bei. Im Boden dieser Behälter sind Ventile eingearbeitet, um das Ablassen zu erleichtern. Der Wasserfluss wird durch ein Durchflussregelventil am Zulauf gesteuert. Ein Druckregler verringert den Leitungswasserdruck und trägt dazu bei, Durchflussschwankungen zu minimieren.
Die obere Glasplatte kann an der Vorderkante angehoben und in dieser Position gehalten werden, damit Modelle in den Arbeitsbereich gestellt werden können. Für grundlegende Strömungsstudien wird ein Satz Modelle mitgeliefert.
Diese Modelle werden aus Kunststofffolie hergestellt und in der erforderlichen Position festgehalten, wenn die obere Glasplatte abgesenkt wird. Alternative Modelle können aus jedem geeigneten Material hergestellt und zur Untersuchung der zugehörigen Strömungsmuster verwendet werden.
Durch die Kombination aus niedriger Flüssigkeitsgeschwindigkeit und dem schmalen Spalt zwischen den Platten entsteht zwischen den beiden Glasplatten eine zweidimensionale laminare Strömung. Die resultierende Strömung ist frei von Turbulenzen und kommt dem Verhalten einer idealen Flüssigkeit sehr nahe. Da
die Strömung durch das Potenzial gesteuert wird, kann der Strömungstisch zur Modellierung jedes physikalischen Systems verwendet werden, das dem Laplaceschen Gesetz gehorcht. Beispielsweise kann ein zweidimensionaler stetiger Wärmefluss durch einen Leiter mit variierendem Querschnitt simuliert werden. In diesem Fall wird der Wärmefluss durch den Wasserfluss und der Temperaturunterschied im System durch das Flüssigkeitsdruckpotenzial dargestellt.
In ähnlicher Weise können die Senken und Quellen in Kombination mit dem Wasserfluss zwischen den Platten verwendet werden, um eine Vielzahl von Strömungssituationen zu simulieren. Beispielsweise können die Strömungsmuster in der Nähe von Brunnen, die Wasser aus unterirdischen Vorräten (Grundwasserleitern) entnehmen, dargestellt werden, indem eine oder mehrere der Entnahmestellen als Senken verwendet werden. Die Auswirkung der Wiederauffüllung der unterirdischen Vorräte kann dargestellt werden, indem eine oder mehrere der Entnahmestellen als Quellen verwendet werden.
TECHNISCHE DATEN
Arbeitsbereich
Breite innerhalb der Form: 606 mm
Länge der Glasplatten: 892 mm
Abstand zwischen den Glasplatten: 3,2 mm
Senken/Quellen: Acht Entnahmestellen an sieben Positionen
Farbstoffinjektoren: 19 Injektionsnadeln
Mitgelieferte Modelle
2x Kanalbänke
2x Rechtecke
3x Zylinder
1x Tragfläche
3 g blaues Farbstoffpulver ebenfalls mitgeliefert
(ergibt 1 l Farbstofflösung, wenn es zu Wasser gegeben wird)
EXPERIMENTELLE INHALTE
Ideale Strömung um eingetauchte Körper
• Zylinder
• Tragfläche
• Bluffkörper
Ideale Strömung in Verbindung mit Senken und Quellen
• Bildung eines Rankine-Halbkörpers
• Bildung eines Rankine-Ovals
• Kreisförmige Stromlinien aus einem Doublett
• Überlagerung von Senken und Quellen
Ideale Strömung in Kanälen und an Grenzen
• Konvergenter Kanal
• Divergenter Kanal
• 90-Grad-Biegung
• Plötzliche Kontraktion
• Plötzliche Vergrößerung
• Ersetzen einer Stromlinie durch eine feste Begrenzung
Verwendung von Stromlinien zur Analyse zweidimensionaler Strömungen
Forschung – Modellierung zweidimensionaler Systeme
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untersuchung.
