Κατασκευή πειραματικής διάταξης μελέτης ροής υγρού υμένα

Abstract

Η ροή υγρού υμένα είναι ένα φαινόμενο που συναντάται σε πολλές τεχνολογικές εφαρμογές. Κυριότερο πεδίο εφαρμογής είναι οι συσκευές εναλλαγής θερμότητας ή μάζας. Η μελέτη της συγκεκριμένης ροής αποτέλεσε αντικείμενο έρευνας για πολλούς επιστήμονες ανά τον κόσμο. Στα πλαίσια της διδακτορικής διατριβής του κ. Μ. Βλαχογιάννη κατασκευάστηκε μια πειραματική διάταξη στο Εργαστήριο Φυσικών και Χημικών Διεργασιών του τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας. Η διάταξη απαρτιζόταν από ένα κανάλι ροής μήκους 0,8 m και ενός συστήματος ψηφιακής απεικόνισης. Η δημιουργία και η διάδοση κυμάτων στην επιφάνεια του κινούμενου ρευστού, λόγω βαρύτητας, αποτελεί τον κεντρικό άξονα αυτής της μελέτης. Τα φαινόμενα που παρατηρήθηκαν κατά τη διεξαγωγή πειραμάτων έδειξαν την ανάγκη παρατήρησης της δυναμικής εξέλιξής τους σε ένα μεγάλο μήκος ροή που υπερέβαινε κατά πολύ τις δυνατότητες της συγκεκριμένης συσκευής. Ξεκίνησε έτσι, μια προσπάθεια κατασκευής ενός καναλιού μήκους 3 m στο ίδιο εργαστήριο. Η πειραματική διάταξη βασίζεται σε μεταλλική κατασκευή και πλαισιώνεται από ένα υδραυλικό και ηλεκτρολογικό σύστημα που επιτρέπει τη μελέτη της ροής υδάτινου υμένα πάνω σε επίπεδο τοίχωμα πλάτους 0,52 m και μήκους 3 m. Ο τρόπος ψηφιακής απεικόνισης για τον υπολογισμό του πάχους του υμένα είναι ίδιος με αυτόν που χρησιμοποιήθηκε στο πρώτο κανάλι. Στην παρούσα εργασία γίνεται μια λεπτομερείς αναφορά στην κατασκευή της συσκευής και τον τρόπο χρήσης της, με αναλυτική έκθεση φωτογραφιών και τεχνικών σχεδίων.