1897-1899 Hele-Shaw desarrolló una técnica

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Universidad de Monterrey

Lab. de Mecánica de Fluidos

“Practica 6”

Humberto Cantú: 298445

30 de Septiembre de 2015

Marco Teórico[pic 2]

En 1897-1899 Hele-Shaw desarrolló una técnica, en la cual el flujo laminar viscoso circulando entre un par de placas paralelas horizontales muy cercanas simula el flujo potencial cuando se observa normalmente y por encima de las placas.

Al colocar obstáculos o perfiles entre las placas, las líneas de flujo que se visualizan con los trazadores de tinta corresponden al flujo potencial que rodea al obstáculo. El patrón observado es una aproximación del flujo a través del arreglo de un grupo de tubos que son parte de un intercambiador de calor. En resumen, el aparato de Hele-Shaw reproduce excelentemente en el laboratorio los patrones del flujo de fluidos

Esta práctica puede emplearse para simular cualquier proceso que satisfaga la ecuación de Laplace en dos dimensiones.

Se denomina flujo potencial, a un flujo bidimensional estable de un líquido ideal incompresible. El estudio del flujo potencial hace posible resolver problemas relativos de la distribución de la presión y velocidad, si aceptamos la condición del flujo ideal.

Objetivos:

• Visualizar líneas de corriente de un flujo laminar.
• Visualizar líneas de corriente a través de obstrucciones como un cuerpo cilíndrico y otro cuadrado.

Material:

• 2 Placas de vidrio de 5mm de espesor

• 1 Pliego de neopreno de 2 a 3mm de espesor
• 4 Paquetes de plastilina del mismo color
• 2 Exactos económicos
• 2 Hojas doble carta
• 1 regla metálica graduada
• 1 metro de manguera de 1/8´´ (Utilizamos de ¼´´)
• 5 Lápices de dilución en agua
• 2 Guantes de látex
• Colorante
• Sacapuntas

Procedimiento:

El método consiste en introducir el cuerpo de agua entre dos placas planas, transparentes paralelas, que deberán estar separadas a una distancia muy corta, como de 3 mm.  Entre las cuales fluye el agua de forma laminar y permanente, cuyas líneas de influencia son dibujadas por lápices que se diluyen en agua, que van adheridos a la pared de plastilina.

• Con ayuda del exacto, se debe cortar bases de neopreno para la placa de vidrio inferior.
• Entre las dos placas de vidrio se coloca una base de neopreno circular y otra cuadrada, con el objetivo de visualizar las líneas de corriente por ambos cuerpos.
• Se debe sellar alrededor de las placas de vidrio con plastilina para que no exista ningún tipo de fugas, es importante hacer este paso bien, de lo contrario no va a funcionar.
• Se prepara una cubeta para recibir el agua que va a estar cayendo al final de la placa de vidrio (se hace un camino angosto con la plastilina por el cual va a ir cayendo el agua).
• Debemos cortar 5 lápices pequeños y sacarles punta, y colocarlos de manera que el agua toque la punta y dibujen líneas de influencia. Al agua se le añadió colorante, debido a que los lápices no se diluyeron de manera correcta.
• Se necesita otra cubeta al inicio de la placa, que es da cual vamos a estar obteniendo el agua que vamos a ir vertiendo. Con la manguera de ¼, succionamos agua de la cubeta para iniciar el flujo.
• Es importante que haya un caudal pequeño para evitar que se infiltre aire a nuestro sistema, lo cual sucedió de todas maneras. Tardamos mucho tiempo en sacar las burbujas de aire, pero esto era necesario para poder visualizar el flujo correctamente.

Conclusiones

No pudimos observar adecuadamente las líneas de flujo con los lápices de dilución, ya que no funcionaron de manera correcta. Sin embargo, aunque los lápices no funcionaron, con ayuda de colorante se logró visualizar las líneas de flujo a través del obstáculo circular y del obstáculo de forma cuadrada.

Fotos de la Práctica