3B Scientific Laminar Flow Apparatus - Manual (Page 10)

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2. Matériel fourni
2 cuves en verre acrylique
1 masque
20 feuilles de papier velours avec encoches
1 flacon de colorant
Bâtonnets pour colorant
Gants en caoutchouc
3. Caractéristiques techniques
Dimensions: env. 220x140x240 mm³
Masse : env. 1 kg
4. Principe du fonctionnement
Par la capillarité et le poids de l’eau, celle-ci est
aspirée de la cuve supérieure et s’écoule à faible
vitesse constante dans le papier velouté. Puis, elle
s’égoutte dans la cuve plate. Pour observer et relever
l’allure des lignes du flux, le cours d’eau est marqué
avec un colorant à intervalles réguliers à proximité
du bord supérieur de la cuve remplie d’eau. Par
cette coloration (répétée éventuellement plusieurs
fois à ces endroits), les lignes de couleur qui se for-
ment ainsi dessinent le chemin suivi par l’eau. Les
rainures du papier velouté modifient le cours du
flux. Le colorant met en évidence le parcours de
l’eau. Après avoir franchi l’obstacle, l’eau reprend
tout doucement son cours d’origine.
La faible épaisseur de la couche d’eau et la résis-
tance de flux des fibres dans le papier velouté limi-
tent la vitesse du courant à environ 2 mm/s. Il est
donc aisé d’observer comment se forme le flux lami-
naire. L’un des avantages particuliers de cet appareil
d’étude est que le séchage des feuilles de papier
velouté permet de conserver les lignes de flux pour
un usage ultérieur.
5. Manipulation
• Remplissez d’eau la partie supérieure de la cuve
verticale, dans laquelle se trouve le voile de
carde, jusqu’à quelques millimètres au-dessous
du bord.
• Puis, prenez le papier velouté de votre choix.
• Imbibez-le d’abord d’eau. Pour cela, vous pou-
vez faire couler de l’eau sur le papier ou le plon-
ger entièrement dans un récipient plat rempli
d’eau.
• La partie supérieure marquée du papier velouté
est pliée en arrière, le côté velouté étant tourné
vers l’observateur.
• Glissez la partie pliée entre la paroi en verre
acrylique et le voile de carde.
• Passez la main de haut en bas sur la face avant
du papier velouté pour éliminer d’éventuelles
bulles d’air entre la paroi en verre acrylique et le
papier.
• Puis, introduisez le masque sur la cuve supé-
rieure au-dessus des feuilles de papier velouté
(voir fig. 1).
Fig. 1
• Avec le bâtonnet, appliquez le colorant dans les
rainures du masque. Si le colorant ne suffit pas,
répétez l’opération.
• Lorsque vous employez de l’eau colorée, veillez à
ne pas asperger par ex. les vêtements.
Les lignes de flux se dessinent progressivement sur le
papier velouté.
• Ensuite, retirez le masque, enlevez le papier
velouté et laissez-le sécher (par ex. en
l’accrochant à un fil de liage tendu horizontale-
ment).
Remarque : vous pouvez couper vous-même les
rainures dans le papier velouté. Les corps recouverts
par l’eau peuvent avoir des formes et des positions
quelconques. Dans la mesure du possible, le papier
velouté doit présenter une couleur claire.
6. Exemples d’expériences
6.1. Allure des lignes de flux dans un courant
laminaire rectiligne
• Utilisez la feuille de papier velouté sans rainu-
res.
Les lignes de couleur s’écoulent verticalement dans
un écart constant (voir fig. 2).