Enseñanza de Ingeniería Armfield

MECÁNICA DE FLUIDOS

F14 MkII Visualizador de flujo por burbujas de hidrógeno - Versión 2

El Sistema de visualización de flujo mediante burbujas de hidrógeno de Armfield fue diseñado para comprender las complejas modalidades de flujos asociadas con el agua que pasa alrededor de cuerpos sólidos y sus vecindades por medio de la visualización. La técnica de la burbuja de hidrógeno es muy útil para laboratorios y conferencias mostrando de forma directa el recorrido del agua en su camino. Una miríada de pequeñas burbujas de hidrógeno se mezcla con el agua creando trazas que permiten detectar todos los cambios y perturbaciones que experimenta en su recorrido.

El nuevo F14MkII incluye una consola de control electrónico más pequeña, con controles digitales optimizados y módulo iluminador de baja tensión con LEDs que brinda una mejor iluminación de las burbujas creando demostraciones más claras. Los cambios de diseño del generador de burbujas han permitido que el sistema pueda operarse sin necesidad de agregar sal al agua.

Especificación para pedidos |
Prácticas Propuestas |
Descripción |
Especificaciones Técnicas

Accesorios Opcionales |
Equipos Complementarios |
Requisitos
Especificación de transporte y dimensiones

Especificación para pedidos

•Unidad compacta y autónoma montada en banco utilizada para estudios de visualización a través del agua como fluido de trabajo.
•La unidad incluye un tanque de flujo con una sección de trabajo y sistema de recirculación por bombeo, más una consola de control electrónico independiente.
•Una bomba de velocidad variable con una unidad de impulsión de fluido ubicada debajo de la sección de trabajo.
•La consola de control electrónico tiene controles manuales y una pantalla LCD con 4 líneas de 20 caracteres que muestran los parámetros relevantes durante la operación.
•Los patrones de flujo en el agua están indicados por medio de las pequeñas burbujas de hidrógeno generadas por un cátodo intercambiable de fino alambre de platino/iridio.
•Una fuente de luz de baja tensión ilumina las burbujas de hidrógeno en la sección de trabajo.
•Los estudios de visualización de flujo pueden llevarse a cabo utilizando agua de la red sin ser necesario ningún aditivo.
•Se incluyen un envase protector y los siguientes modelos para estudios de visualización de flujo fabricados con acrílico transparente pulido:
Un par de guías rectas y largas de 330mm.
Un par de bloques de separación para guías rectas (PVC gris).
Un par de bloques con extremos redondeados.
Cuatro cilindros de 6mm, 12mm, 19mm y 25mm de diámetro.
Un perfil aerodinámico.
Una placa plana de extremos redondeados.
Un bloque rectangular de 70mm x 40mm x 25mm.
Una placa curva.
•Juego de herramientas.
•Manual del usuario con instrucciones para la instalación, primera puesta en marcha, mantenimiento, experimentos y demostraciones sugeridas para la visualización del flujo.

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Prácticas Propuestas

•Visualización bidimensional del flujo por medio de burbujas de •hidrógeno.
•Observación de flujo alrededor de obstáculos típicos (cilíndricos, perfiles aerodinámicos, etc.)
•Analogías con el flujo aerodinámico.
•Comprensión del flujo laminar y turbulento.
•Demostración del crecimiento de la capa límite.
•Demostración de la separación de la capa límite y formación de remolinos.
•Análisis cuantitativo de los patrones de flujo por medio de generación "pulsada" (de pequeñas ráfagas) de burbujas.
•Observación del flujo con modelos creados por el usuario (trabajos de proyecto).
•Presentaciones a gran escala y registro de patrones por medio de cámara digital, Una vídeo cámara o webcam (no suministrada).

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DESCRIPCIÓN

El Sistema de visualización de flujo mediante burbujas de hidrógeno de Armfield es una unidad compacta y autónoma montada en un banco que requiere solamente el llenado con agua y conexión al suministro eléctrico.

Consta de un tanque de flujo con una consola de control electrónica independiente y un completo juego de modelos de visualización del flujo fabricados con acrílico transparente.

La parte superior del tanque está hecha con GRP para lograr una mayor durabilidad, y cuenta además con una sección de trabajo ancha y de escasa profundidad, con un lecho plano de acrílico negro que permite efectuar estudios de flujo por visualización. Un suave caudal de agua circula a velocidad ajustable por la sección de trabajo. Esto se logra con una bomba de diseño especial y un filtro de tubos linealizadores del flujo. La profundidad de esta sección puede ajustarse cambiando la altura de la toma de descarga del equipo.

Se incluyen varios modelos de acrílico, entre ellos un perfil aerodinámico y cilindros de diferente diámetro. Estos pueden ubicarse en la sección de trabajo para mostrar los efectos del flujo alrededor de los modelos antes mencionados. Pueden usarse además otros modelos creados por el usuario.

Un módulo de iluminación ubicado en la parte lateral de la sección de trabajo, bajo el agua, emite una ancha faja de luz que hace brillar las burbujas de hidrógeno, optimizando la visualización de los patrones de flujo.

Las burbujas de hidrógeno son producidas por un cátodo de fino alambre de platino/iridio, ubicado debajo del agua en posición normal al caudal. El alambre se mantiene tenso por medio de un soporte tipo horquilla (disponible en tres anchos) y un trípode ajustable lo sostiene en la posición deseada. Aunque las burbujas de hidrógeno se obtienen utilizando agua corriente, también se incluye sal de Glauber para estudios más avanzados.

La consola de control electrónico le brinda a la unidad todos los servicios eléctricos que necesitan el tanque de flujo y el generador de burbujas de hidrógeno. Todos los parámetros de operación del equipo se muestran en una pantalla de cristal líquido. Cuenta además con controles para la bomba de agua, la fuente de iluminación y el generador de burbujas.

El tamaño de las burbujas se puede variar ajustando la corriente catódica. El generador mantiene automáticamente el valor seleccionado de corriente compensando los eventuales cambios de resistencia del circuito.

Si se desea, el generador puede producir un caudal continuo de burbujas. Sin embargo, para optimizar la visualización y poder llevar a cabo las mediciones cuantitativas correspondientes, las burbujas pueden "encenderse" o "apagarse" por impulsos, siendo los pulsos y los intervalos variables en forma independiente y continua e indicados simultáneamente en pantalla.

Software para operación remota de la consola de control electrónico del F14-MkII a través de una PC (no incluida). Este software permite controlar todas las funciones desde la PC y guardar varios perfiles de configuración, con lo que se ahorra tiempo de montaje a la hora de hacer los ensayos.

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Características Técnicas

artículo	valor
Generador de impulsos:	3 a 2500 mS en encendido y apagado
Fuente luminosa:	12 LEDs de alta intensidad
Cátodos:	35, 50 y 75mm de largo
Capacidad de la mesa de flujo:	20 litros (nominal)
Intervalo de amperímetro:	0 to 100mA
Sección de trabajo:	Longitud: 425mm
	Ancho 285mm
	Profundidad: 36mm

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Accesorios Opcionales

F14-MKII-11

Soporte de cámara opcional (F14Mkll-11) que permite a una cámara fija, o a una webcam registrar el modelo del flujo

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Equipos Complementarios

F1: Banco de hidráulica y Accesorios con:
F1-301: Programas de aprendizaje asistidos por computadora
F4: Calibrador de manómetro de precisión
F5: Demostración del dispositivo de Osborne Reynolds
F6: Estudios de flujo de aire
F9092: Propiedades de los fluidos y banco de hidrostátic
F1-28: Demostración de Cavitación
F12: Coeficientes de arrastre de partículas
C10: Tabla para análisis de flujo laminar
S2: Lecho móvil y tanque de visualización de flujo

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