GUNT-Fluid Line

Principes de base de la mécanique des fluides

La série d'appareil HM 250 „GUNT-Fluid Line” offre une approche expérimentale très complète des principes de base de la mécanique des fluides. Le module de base HM 250 fournit le matériel de base via une technologie d'économie d'énergie et d'eau pour chacun des essais individuels: un circuit d'eau fermé avec un dispositif de chauffage intégré, une surface de travail pour les différents appareils d'essai et un collecteur de gouttes d'eau. Pour le refroidissement de l'eau, des raccordements pour une alimentation en eau d'un laboratoire sont inclus. Le module de base fournit également la technique de mesure, de commande et de régulation ainsi que les systèmes de communication.

Visualisation de l’écoulement tubulaire

L'essai d'Osborne Reynolds présente les écoulements laminaire et turbulent. Il permet d’observer le passage de l’écoulement laminaire à l’écoulement turbulent à partir d'une vitesse limite.

Sur le HM 250.01, les lignes de courant de différents écoulements sont représentées en couleur à l'aide de l'encre comme d’un produit de contraste.

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Mesure du profil d’écoulement

Le HM 250.02 est utilisé pour étudier le profil d'écoulement. Il est ainsi possible de mesurer les différences dans la formation de l'écoulement.

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Visualisation de lignes de courant

L’écoulement laminaire en deux dimensions dans le canal du HM 250.03 donne une bonne approche de l'écoulement des fluides idéaux, aussi appelé écoulement potentiel. Les fines bulles de gaz, qui sont particulièrement bien portées par l’écoulement en raison de leur petite taille, permettent de très bien visualiser les lignes de courant.

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Loi de la continuité

Dans l'équation de continuité, la relation entre la surface de section traversée et la vitesse de l'écoulement est analysée. Les principes de base de la mécanique des fluides reposent sur cette loi. HM 250.04 se compose d'une section de tuyau transparente avec une modification de la surface de section. Afin de pouvoir mesurer les vitesses d'écoulement à travers les deux surfaces de section, la section de tuyau contient deux roues à ailettes de même inclinaison.

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Mesure des forces de jet

Lorsqu’un fluide en écoulement est ralenti, accéléré ou dévié, la vitesse change, ce qui entraîne une modification de la quantité de mouvement. Cette modification de la quantité de mouvement se traduit par l’apparition d’une force. Dans la pratique, cet est utilisé, par exemple, pour entraîner une turbine Pelton.

HM 250.05 contient deux buses interchangeables pour la génération d'un jet d'eau, qui heurte un déflecteur. Quatre déflecteurs différents sont disponibles. Le jet d'eau génère des forces de jet sur les déflecteurs. Les forces sont déterminés avec une poutre en flexion. Un pare-éclaboussure transparent permet parfaite visibilité des essais.

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Écoulement libre

Dans le cas d'un écoulement horizontale d'un réservoir, la forme de la sortie et la vitesse de l'écoulement agissent sur la trajectoire du jet d'eau. En hydrodynamique, l'interaction entre la trajectoire, la forme de la sortie et la vitesse de l'écoulement lors de l'écoulement des réservoirs sont étudiées et sont essentielles, par exemple, en génie hydraulique pour la conception des barrages.

Le HM 250.06 contient un réservoir transparent avec un écoulement horizontale dans lequel on peut installer différents inserts. La trajectoire du jet d'eau qui en résulte est mesuré numériquement dans la section d'essai transparente. Une jauge de profondeur à coulisse mesure directement la trajectoire #divide1#du jet d'eau dans 8 positions données.

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Théorème de Bernoulli

L'accessoire HM 250.07 est utilisé pour étudier la relation entre la vitesse d'écoulement d'un fluide et sa pression dans une buse Venturi. Si la vitesse d'écoulement d'un fluide augmente, par exemple lorsqu'il s'écoule dans une buse, la pression statique diminue. Si la vitesse diminue, la pression statique augmente à nouveau. La pression totale reste constante pendant le changement de vitesse.

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Pertes dans les éléments de tuyauterie

Les pertes de charge peuvent avoir diverses causes, telles qu’accélération, décélération, déviation ou frottement. La perte de charge est souvent causée par plusieurs facteurs. Ils doivent être pris en compte dans la conception des systèmes de tuyauterie.

Le HM 250.08 est utilisé pour l'étude des pertes de charge dans différentes sections de tuyau et éléments de tuyauterie. L'appareil d'essai comprend sept sections de tuyau différentes qui se complètent les unes les autres d’un point didactique (par exemple, un tube droit, un tube avec soupape à pointeau ou tube flexion en S). Chaque section de tuyau peut être fermée individuellement à l'aide d'un robinet à tournant sphérique.

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Principes de base du frottement du tube

Dans les fluides en écoulement, des différences de vitesse se produisent dans l'écoulement en raison du frottement interne. Pour surmonter ces différences, il faut de l'énergie sous forme de pression. Il en résulte des pertes de charge dans l'écoulement tubulaire. Le frottement interne est le facteur qui détermine si l'écoulement dans le tube est laminaire ou turbulent. Pour le calcul des pertes de charge, on utilise le coefficient de frottement du tube, un nombre caractéristique sans dimension. Le coefficient de frottement du tube est déterminé à l'aide du nombre de Reynolds, qui décrit le rapport entre forces d’inertie et forces de frottement.

Le HM 250.09 permet de mesurer la perte de charge et le débit pour différentes sections de tuyau.

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Évolution de la pression le long de la section d'entrée

Dans l'écoulement des tuyaux, les surfaces, les géométries de section et la géométrie de la section d'entrée influencent le frottement interne et donc aussi la formation de l'écoulement. Dans HM 250.10, les processus d'écoulement dans l'entrée du tuyau et dans le flux formé sont étudiés. À cette fin, l'unité expérimentale contient trois sections de tuyaux pour l'étude générale de l'écoulement et une section de tuyaux qui sert de pure section d'entrée.

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Canal ouvert

L'appareil d'essai HM 250.11 est utilisé pour démontrer les effets produits par différents obstacles sur la hauteur d'énergie dans des écoulements dans des canaux. Il permet d’enseigner les principes de base nécessaires à la conception de voies de navigation artificielles ou à la régulation des rivières et des barrages à une très petite échelle.

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Étagère de laboratoire

L'étagère de laboratoire robuste permet de stocker de manière pratique les appareils d’essai et de les transporter si nécessaire d’un endroit à un autre. Les étagères sont coulissantes, offrant ainsi une bonne visibilité d'ensemble et un accès rapide aux appareils.

L'étagère du laboratoire a une paroi arrière solide, elle est très stable et faite de métal en poudre.

Les fonctions de sécurité garantissent un transport et un stationnement sûrs de l'étagère du laboratoire. Les freins sur les roulettes l'empêchent de rouler. Grâce à la fonction d'encliquetage des tablettes, une seule tablette peut être retirée à la fois, de sorte que l'étagère a toujours une position ferme.

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