3B Scientific Laminar Flow Apparatus - Manual (Page 2)

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2. Lieferumfang
2 Acrylglaswannen
1 Maske
20 Blätter Velourspapier mit Aussparungen
1 Fläschchen mit Farbstoff
Tupfer für Farbstoff
Gummihandschuhe
3. Technische Daten
Abmessungen: ca. 220x140x240 mm 3
Masse: ca. 1 kg
4. Funktionsprinzip
Infolge der Kapillarität und der Gewichtskraft des
Wassers wird dieses aus der oberen Wanne herausge-
saugt und strömt mit geringer und konstanter Ge-
schwindigkeit in dem Velourspapier nach unten.
Dort tropft es ab und sammelt sich in der flachen
Wanne. Um den Stromlinienverlauf beobachten und
aufzeichnen zu können, wird die Wasserströmung
mit Farbstoff markiert. Das erfolgt in der Nähe der
oberen Kante der mit Wasser gefüllten Küvette in
konstantem Abstand voneinander. Durch ggf. wie-
derholtes Einfärben der Strömung an diesen Stellen
wird der Strömungsverlauf durch die entstehenden
farbigen Linien markiert. An den Aussparungen im
Velourspapier verändert sich der Verlauf der Strö-
mung. Durch den Farbstoff werden die jeweiligen
Wege des strömenden Wassers sichtbar. Nach dem
Hindernis stellt sich allmählich der ursprüngliche
Strömungsverlauf wieder ein.
Infolge der geringen Dicken der Wasserschicht und
des Strömungswiderstandes der Fasern im Velours-
papier wird die Strömungsgeschwindigkeit auf etwa
2 mm/s begrenzt. Dadurch kann man das Entstehen
des Stromlinienbildes der laminaren Strömung gut
beobachten. Ein besonderer Vorteil des Wasserstrom-
liniengeräts besteht darin, dass die entstandenen
Stromlinienbilder durch Trocknen der Velourspa-
pierblätter für die spätere Nutzung erhalten werden
können.
5. Bedienung
• Den oberen Teil der hohen Wanne, in der sich
die Vliesscheiben befinden, bis wenige Millime-
ter unter den Rand mit Wasser füllen.
• Dann das gewünschte Velourspapierstück aus-
wählen.
• Zunächst das Papier mit Wasser tränken. Dazu
kann man Wasser über das Papier fließen lassen
oder dieses in ein flaches Gefäß mit Wasser voll-
ständig eintauchen.
• Den markierten oberen Teil des Velourspapiers
nach hinten abknicken, wobei die Veloursseite
dem Betrachter zugewandt ist. Den abgeknick-
ten Teil zwischen Acrylglaswand und Vliesschei-
ben schieben.
• Auf der Vorderseite streicht man von oben nach
unten mit der Hand über das Velourspapier. Da-
durch werden mögliche Luftblasen zwischen Ac-
rylglaswand und Papier beseitigt.
• Dann die Maske über den Velourspapierbogen
auf die obere Wanne stecken (siehe Fig. 1).
Fig. 1
• Mit dem Tupfer Farbstofflösung an die Ausspa-
rungen der Maske bringen. Sollte der Farbstoff
nicht ausreichen, so kann dieser Vorgang wie-
derholt werden.
• Bei Benutzung von gefärbtem Wasser darauf
achten, dass z.B. Kleidung nicht bespritzt wird.
Auf dem Velourspapier entwickelt sich schrittweise
das jeweilige Stromlinienbild.
• Danach die Maske entfernen, das Velourspapier
herausnehmen und trocknen (z.B. über einem
horizontal aufgespannten Bindfaden gehängt).
Hinweis: Die Aussparungen können leicht selbst in
entsprechende Velourspapierstücken geschnitten
werden. Dabei sind beliebige Formen und Lagen der
umströmten Körper möglich. Das Velourspapier
sollte eine möglichst helle Farbe besitzen.
6. Versuchsbeispiele
6.1. Stromlinienverlauf bei einer geradlinigen
laminaren Strömung
• Das Velourspapierblatt ohne Aussparungen ver-
wenden.
Die farbigen Linien verlaufen in konstantem Abstand
voneinander vertikal nach unten (siehe Fig. 2).