AFF022 Équipements HeleShaw pour la formation en ingénierie des fluides, matériel pédagogique, matériel didactiqueDescription
Le dispositif HeleShaw génère une ligne de courant dans un écoulement permanent. Il permet aux étudiants d'étudier différentes configurations de sources et de puits, et d'explorer une grande variété de modèles. Le dispositif peut être représenté par l'équation de Laplace bidimensionnelle. Les enseignants peuvent ainsi l'utiliser dans d'autres branches de l'ingénierie, telles que l'aérodynamique ou les fluides électriques et thermiques.
Le dispositif fonctionne avec une alimentation en eau constante et exempte d'air, et un système d'évacuation approprié. Il se compose d'un canal formé entre deux plaques. L'eau s'écoule dans ce canal à un faible nombre de Reynolds, ce qui rend les forces d'inertie négligeables.
Un colorant s'écoule à travers plusieurs petits orifices situés à l'extrémité du flux, créant ainsi des lignes de courant. La partie supérieure de la grille est amovible. L'appareil est fourni avec une feuille de caoutchouc permettant de découper différentes formes de modèles. Placés entre les deux plaques, les modèles permettent aux élèves d'observer les lignes de courant qui les entourent. Des vannes et une pompe à vide permettent également de connecter deux sources et deux puits (ou toute combinaison des deux).
Pour réaliser les expériences, les élèves mettent l'eau en marche et ouvrent légèrement la vanne de colorant afin de faire apparaître des lignes de courant bien visibles. Ils peuvent utiliser un puits ou un point d'entrée, ou différentes combinaisons de points d'entrée et de sortie. La pompe à vide renforce les points d'entrée.
Pour intégrer les modèles au flux libre de l'appareil et étudier les lignes de courant, les élèves découpent les formes fournies. Ils placent ensuite le modèle entre les deux plaques de l'appareil et mettent l'eau en marche.
Pour assurer une pression constante et un écoulement régulier, un réservoir d'alimentation optionnel est disponible.
