Aparato de Hele Shaw — Equipo de formación en ingeniería de fluidos — Equipo de enseñanza — Equipo didáctico

H9 Aparato de Hele Shaw — Equipo de formación en ingeniería de fluidos — Equipo de enseñanza — Equipo didáctico
1. Descripción
El aparato Hele-Shaw genera líneas de corriente en un flujo estacionario. Permite a los estudiantes estudiar diversas configuraciones de fuentes y sumideros, así como observar una variedad ilimitada de modelos. El funcionamiento del aparato puede describirse mediante la ecuación de Laplace bidimensional. Por consiguiente, los docentes también pueden utilizarlo para ilustrar conceptos en otras ramas de la ingeniería, tales como la aerodinámica o el estudio de la electricidad y el flujo de calor.
El aparato funciona con un suministro de agua estacionario y libre de aire, junto con un sistema de drenaje adecuado. El equipo consta de un canal formado entre dos placas. El agua fluye a través del canal a un número de Reynolds bajo, por lo que las fuerzas de inercia resultan insignificantes.
Un tinte, que fluye a través de varios orificios pequeños situados en el extremo de entrada del canal, visualiza las líneas de corriente. La placa superior del conjunto es desmontable. El aparato se suministra con una lámina de caucho a partir de la cual se pueden recortar diversas formas para crear modelos. Al colocar estos modelos entre las dos placas, los estudiantes pueden observar los patrones de las líneas de corriente que fluyen alrededor de ellos. Asimismo, una serie de válvulas y una bomba de vacío permiten a los estudiantes conectar dos fuentes y dos sumideros (o cualquier combinación de ambos).
Para realizar los experimentos, los estudiantes inician el flujo de agua y abren la válvula del tinte lo justo para generar líneas de corriente que resulten fácilmente visibles. Pueden utilizar una fuente, un sumidero, o diversas combinaciones de puntos de inyección (fuentes) y extracción (sumideros). La bomba de vacío potencia la acción de los puntos de sumidero.
Para incorporar modelos en el flujo libre del aparato y estudiar las líneas de corriente, los estudiantes recortan las formas a partir del material suministrado. A continuación, colocan el modelo intercalado entre las dos placas del aparato e inician el flujo.
Para garantizar una carga hidráulica constante y un flujo uniforme, TecQuipment ofrece el Tanque de Carga (H9a) como accesorio opcional.

2. Características principales:
• Demostración visualmente efectiva de una amplia variedad de patrones de flujo alrededor de diferentes formas.
• Ideal para demostraciones en trabajos individuales y grupales.
• Compacto y autónomo (de pie).
• Los modelos se recortan fácilmente de una lámina (incluida); es posible crear casi cualquier forma.
• Introducción ideal al flujo potencial incompresible (aerodinámica).
• Incluye puntos de fuente y sumidero.
• Permite visualizar problemas de filtración en suelos.
3. Resultados de aprendizaje
Diversos experimentos de visualización de flujo en dos dimensiones:
• Fuentes y sumideros en una corriente uniforme.
• Doblete en una corriente uniforme.
• Flujo alrededor de un cilindro (disco) y de un perfil aerodinámico.
• Flujo a través de un orificio y de un difusor.
• Flujo a través de un intercambiador de calor.
• La ecuación de la cantidad de movimiento (momentum).
• Flujo laminar entre dos placas paralelas.
• Ecuaciones de velocidad media (incluyendo la filtración en suelos).
• Relaciones de flujo potencial.