61

122 .Ćwiczenia laboratoryjne z mechanik-i płynów"

Wizualizacja polega nie tylko na samej obserwacji, lecz również na rejestracji. głównie filmowej, co jest szczególnie ważne podczas przepływów z duży mi prędkościami.

Rejestracja daje możliwość przeprowadzenia analizy zachodzących zjawisk. dzięki czemu otrzymuje się wyniki nic ty lko jakościowe, lecz również ilościowe. Istnieje wiele metod wizualizacji, które w sposób umowny można podzielić na dwie grupy: kontaktowe i bczkontaktowe.

2. I. Metody kontaktowe.

Metody kontaktowe wizualizacji wymagają wprowadzenia do przepływu różnych substancji stałych, ciekłych lub gazowych. Zachowanie się tych substancji w przepływie daje możność uwidocznienia szukanych cech przepływu.

Metoda nitek - zamocowując w przepływie szereg wiotkich nitek lub operując przesuwną sondą (prętem) z uwiązaną na końcu nitką można określić kierunki strug. Kierunki nitek obrazują przebieg umownych linii prądu, lak się dzieje w przepływie prostoliniowym, natomiast w przepływie krzywoliniowym zachodzi pewne odchylenie nitek od rzeczywistego kierunku strug (poniższy rysunek 1).

Rys. 1. Przeply w krzywoliniowy. 1-linia prądu. 2-nitka.

Wynika to stąd. że na końcach każdego elementu nitki działają dw ie siły, które usiłują rozprostować nitkę. Siły te pochodzą od naprężenia w nitce spowodowanego tarciem płynu ojej powierzchnię.

Wizualizacja przepły wu krzywoliniowego za pomocą nitek daje. zatem ty lko orientację o układ/ic linii prądu. Za pomocą tej metody można śledzie przepływy płaskie i przestrzenne.

Metoda cząstek stałych - w tej metodzie korzy sta się z obserwacji ruchu cząstek stałych doprowadzonych na powierzchnię cieczy w płaskich kanałach. Jako cząstki stałe są używane lekkie pyły organiczne lub nieorganiczne np. nasiona likopodium. tlenek glinu itp.

Poruszający się proszek może być łatwo obserwowany lub fotografowany. Dobierając odpowiednio długie czasy naświetlenia (ekspozycji zdjęć) otrzymuje się przesunięte (rozmazane) obrazy cząstek, co daje wyobrażenie o układzie linii prądu. Szczególnie dobrze można uwidocznić wszelkie oderwania i zawirow ania strug jak w idać na ry s. 2.

Rys. 2. Przepływ przez dyfuzor o dużym kacie rozwarcia.

Podobną rolę mogą spełniać drobne kry ształki nadmanganianu potasu co jest pokazane na rysunku 3.