3B Scientific Air Flow Apparatus User Manual [en, de, it, fr, es]

3B SCIENTIFIC® PHYSICS
Luftstromliniengerät 8404300
Bedienungsanleitung
1 Strömungskörper 2 Glasplatten 3 Wollfäden 4 Luftkammer 5 Lufteinlassöffnung
1. Beschreibung
Das Luftstromliniengerät dient zur Darstellung von Luftstromlinienbildern unterschiedlich geformter Körper. Die Stromlinienbilder können mit einem Tageslichtprojektor großflächig abgebildet werden.
Zwischen zwei Glasplatten befinden sich in glei­chen Abständen angeordnet 26 einseitig befestigte Wollfäden. Die Glasplatten haben einen Abstand von ca. 1 mm und sind an den Längsseiten ge­schlossen.
Die vom externen Gebläse kommende Luft gelangt durch die Lufteinlassöffnung zunächst in die Luft­kammer. Von dort aus strömt sie in den Raum zwischen den beiden Glasplatten und gelangt an der anderen Seite wieder ins Freie.
Die Luftkammer ist mit einem Rückschlagventil versehen. Dadurch wird verhindert, dass beim versehentlichen Anschließen des Luftstromlinien­gerätes an den Saugstutzen des Gebläses die Luft in die falsche Richtung strömt.
In den Luftstrom können Strömungskörper unter­schiedlicher Form eingeschoben werden. Die ein­geschobenen Körper sind von außen im Luftstrom positionierbar.
1.1 Lieferumfang
1 Luftstromliniengerät 1 Kreiskörper 1 Rechteckkörper 1 Stromlinienkörper 1 Tragflächenprofil 2 Strömungskörper zur Darstellunge einer Ver-
engung
2. Technische Daten
Luftstromliniengerät Abmessungen: 370 x 320 x 80 mm Masse: 3 kg Strömungskörper Kreiskörper: 105 mm Ø Rechteckkörper: 90 mm x 60 mm Stromlinienkörper: 160 mm x 80 mm Tragflächenprofil: 150 mm x 60 mm Verengungen: 150 mm x 65 mm
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3. Funktionsprinzip
Infolge des geringen Plattenabstandes bildet sich im Raum zwischen den Glasplatten eine weitesge­hend homogene Luftströmung aus.
Der Strömungsverlauf wird durch die Fäden darge­stellt. Die Fäden verlaufen zunächst parallel und in gleichen Abständen voneinander.
Werden Hindernisse in die Strömung gebracht, so weicht die Luft seitlich aus und die Wollfäden ver­ändern ihre Lage.
Veränderungen in der Strömungsgeschwindigkeit werden durch die Fäden gut sichtbar. Je enger die Fäden zusammen liegen, umso höher ist die Strö­mungsgeschwindigkeit
4. Bedienung
Notwendiges Zubehör:
1 Gebläse mit Schlauch 8404240 1 Tageslichtprojektor (empfohlen)
Stromliniengerät auf den Tageslichtprojektor
legen.
Die Fäden laufen parallel zueinander.
Druckstutzen des Gebläses über den Schlauch
mit der Einströmöffnung des Luftstromlinien­gerätes verbinden.
Tageslichtprojektor einschalten.
Gebläse einschalten
Den Luftstrom so einstellen, dass die Fadenen-
den eben nicht in Schwingung geraten.
Bei zu geringem Luftdruck kann kein richtiger Strömungverlauf dargestellt werden.
Gewünschten Strömungskörper mittig zwischen
die Glasplatten einsetzen.
Durch leichtes Hin- und Herbewegen des Strö-
mungskörpers Anhaften der Fäden verhindern.
Der Luftstrom teilt sich, weicht dem Körper aus
und die Fäden zeigen den Strömungsverlauf vor und hinter dem Körper an
Wenn das gewünschte Ergebnis erreicht ist, das
Gebläse abschalten.
Die Fäden verbleiben in ihrer Endposition.
5. Versuchsbeispiele
5.1 Stromlinienverlauf bei einer geradlinigen laminarer Strömung.
In einer geradlinigen laminaren Strömung laufen alle Stromlinien parallel. Richtung und Geschwin­digkeit der Strömung sind an allen Stellen gleich
5.2 Stromlinienverlauf um einen tropfenförmi­gen Körper
Bei der Umströmung eines tropfenförmigen Kör­pers verengen sich die Luftstromlinien. Dabei nimmt die Strömungsgeschwindigkeit zu. Ist der Körper passiert, nimmt die Strömungsgeschwindig­keit wieder ab.
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5.3 Stromlinienverlauf um eine Kugel
5.5 Stromlinienverlauf um ein Tragflächenprofil
Bei der Umströmung einer Kugel verengen sich die Luftstromlinien. Dabei nimmt die Strömungsge­schwindigkeit zu. Ist der Körper passiert nimmt die Strömungsgeschwindigkeit ab.
5.4 Stromlinienverlauf um einen Quader
.
Bei der Umströmung eines Quaders verengen sich die Luftstromlinien. Dabei nimmt die Strömungs­geschwindigkeit zu. Ist der Körper passiert nimmt die Strömungsgeschwindigkeit ab.
Unterhalb des Tragflächenprofils bleiben Richtung und Geschwindigkeit der Strömung konstant. O­berhalb des Profils nimmt die Strömungsgeschwin­digkeit zu. Daraus resultiert ein Sog an der oberen Fläche des Profils.
5.6 Stromlinienverlauf an einer Verengung
Bei diesem Versuch werden zwei Strömungskörper in das Gerät gehalten.
An einer Verengung verringert sich der Abstand der Luftstromlinien, dabei nimmt die Strömungsge­schwindigkeit stark zu. Es entsteht ein Sog unter den Strömungskörpern. Die Strömungsgeschwin­digkeit nimmt ab.
Elwe Didactic GmbH • Steinfelsstr. 6 • 08248 Klingenthal • Deutschland • www.elwedidactic.com
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Deutschland • www.3bscientific.com
Technische Änderungen vorbehalten
3B SCIENTIFIC® PHYSICS
Air flow apparatus 8404300
Instruction sheet
1 Aerodynamic bodies 2 Glass plates 3 Woollen threads 4 Air chamber 5 Air inlet
1. Description
The air flow apparatus is used to demonstrate air flow patterns for objects of different shapes. The flow patterns can be projected onto a wide screen with an overhead projector.
26 woollen threads fastened at their ends at an equal distance from one another are arranged between two glass plates. The glass plates have a gap of approximately 1 mm between them and are sealed off lengthwise on both sides.
Air supplied by an external blower is initially intro­duced to the air chamber through the air inlet. From the air chamber, the air flows into the empty space between the two glass plates and exits into the open from the opposite end.
The air chamber is equipped with a one-way valve which prevents the air from flowing in the wrong direction in case the air flow apparatus is con­nected to the suction nozzles of the blower by mistake.
Aerodynamic bodies of different shapes can be introduced into the air flow. The inserted bodies can be positioned in the air flow from outside.
1.1 Scope of delivery
1 Air flow apparatus 1 Circular body 1 Rectangular body 1 Streamlined body 1 Wing section 2 Bodies to demonstrate narrowing of flow
2. Technical data
Air flow apparatus Dimensions: 370 x 320 x 80 mm Weight: 3 kg Aerodynamic bodies Circular body: 105 mm Ø Rectangular body: 90 mm x 60 mm Streamlined body: 160 mm x 80 mm Wing section: 150 mm x 60 mm Narrowing bodies: 150 mm x 65 mm
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3. Operating principle
As a result of the small gap between the glass plates, an almost entirely uniform flow of air is created in the space between the glass plates.
The course of the air flow is demonstrated by the woollen threads. Initially, the threads are equidis­tant and run parallel to one another.
If any obstacles are introduced into the air flow, then the air flows sideway around the body making the woollen threads change their position.
Changes in the velocity of the air flow are also demonstrated by the threads. The closer the threads are to one another, the greater the velocity of the flow.
4. Operation
Required accessories:
1 Air blower with hose 8404240 1 Overhead projector (recommended)
Place the air flow apparatus on the overhead
projector.
The woollen threads run parallel to one another.
Connect the jet of the blower to the inlet of the
air flow apparatus via the hose.
Switch on the overhead projector.
Switch on the blower.
Adjust the air flow so that the ends of the
threads do not begin to vibrate.
If the air pressure is too low, it is not possible to demonstrate the proper course of the air flow.
Place the desired aerodynamic body in a cen-
tral position between the two glass plates.
Gently shift the aerodynamic body to prevent
the threads from getting entangled.
The air flow splits and goes around the flow
body. The threads show the course of the air flow in front of and behind the flow body.
When the desired result has been obtained,
switch off the blower.
The threads remain in their final position.
5. Sample experiments
5.1 Course of flow in the case of a linear laminar flow
In the case of linear laminar flow, all flow lines are parallel. The direction and flow velocity are equal at all points of the air flow.
5.2 Course of flow along a teardrop-shaped body
When the air flow moves around a teardrop-shaped body, the flow lines narrow around the body itself. The velocity of flow also increases. Once the flow passes the body, the flow velocity reduces.
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5.3 Course of flow around a spherical body
5.5 Course of flow around a wing
When air flows around a circular or spherical body, the flow lines narrow around the body itself. The velocity of flow also increases. Once the flow passes the body, the flow velocity reduces.
5.4 Course of flow along a rectangular body
Below the wing surface, the direction and velocity of the air flow remain largely constant. Above the wing surface, however, the flow velocity increases. Owing to this, suction is created along the upper wing surface.
5.6 Course of flow at a bottleneck
.
When air flows past a rectangular body, the flow lines narrow around the body itself. The velocity of flow also increases. Once the flow passes the body, the flow velocity reduces.
Elwe Didactic GmbH • Steinfelsstr. 6 • 08248 Klingenthal • Germany • www.elwedidactic.com
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Germany • www.3bscientific.com
Subject to technical amendments.
In this experiment, two flow bodies are introduced into the air flow apparatus.
At a pinch or bottleneck, the distance between the flow lines is reduced. Simultaneously, there is a sharp increase in the flow velocity and the bodies are sucked inwards. Thereafter the flow velocity decreases.
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