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2. Matériel fourni
2 cuves en verre acrylique
1 masque
20 feuilles de papier velours avec encoches
1 flacon de colorant
Bâtonnets pour colorant
Gants en caoutchouc
3. Caractéristiques techniques
Dimensions:
Masse :
4. Principe du fonctionnement
Par la capillarité et le poids de l'eau, celle-ci est
aspirée de la cuve supérieure et s'écoule à
faible vitesse constante dans le papier velouté.
Puis, elle s'égoutte dans la cuve plate. Pour
observer et relever l'allure des lignes du flux, le
cours d'eau est marqué avec un colorant à in-
tervalles réguliers à proximité du bord supérieur
de la cuve remplie d'eau. Par cette coloration
(répétée éventuellement plusieurs fois à ces
endroits), les lignes de couleur qui se forment
ainsi dessinent le chemin suivi par l'eau. Les
rainures du papier velouté modifient le cours du
flux. Le colorant met en évidence le parcours de
l'eau. Après avoir franchi l'obstacle, l'eau re-
prend tout doucement son cours d'origine.
La faible épaisseur de la couche d'eau et la
résistance de flux des fibres dans le papier ve-
louté limitent la vitesse du courant à environ 2
mm/s. Il est donc aisé d'observer comment se
forme le flux laminaire. L'un des avantages par-
ticuliers de cet appareil d'étude est que le sé-
chage des feuilles de papier velouté permet de
conserver les lignes de flux pour un usage ulté-
rieur.
5. Manipulation
Remplissez d'eau la partie supérieure de la
cuve verticale jusqu'à quelques millimètres
au-dessous du bord.
Puis, prenez le papier velouté de votre
choix.
Imbibez-le d'abord d'eau. Pour cela, vous
pouvez faire couler de l'eau sur le papier ou
le plonger entièrement dans un récipient plat
rempli d'eau.
La partie supérieure du papier velouté est
pliée en arrière, le côté velouté étant tourné
vers l'observateur.
env. 220x140x240 mm³
env. 1 kg
Posez la partie pliée sur le bord de la paroi
en verre acrylique de façon à ce qu'elle soit
bien plongée dans l'eau.
Passez la main de haut en bas sur la face
avant du papier velouté pour éliminer
d'éventuelles bulles d'air entre la paroi en
verre acrylique et le papier.
Puis, introduisez le masque sur la cuve su-
périeure au-dessus des feuilles de papier
velouté (voir fig. 1).
Avec le bâtonnet, appliquez le colorant dans
les rainures du masque. Si le colorant ne
suffit pas, répétez l'opération.
Lorsque vous employez de l'eau colorée,
veillez à ne pas asperger par ex. les vête-
ments.
Les lignes de flux se dessinent progressivement
sur le papier velouté.
Ensuite, retirez le masque, enlevez le papier
velouté et laissez-le sécher (par ex. en
l'accrochant à un fil de liage tendu horizon-
talement).
Remarque : vous pouvez couper vous-même
les rainures dans le papier velouté. Les corps
recouverts par l'eau peuvent avoir des formes et
des positions quelconques. Dans la mesure du
possible, le papier velouté doit présenter une
couleur claire.
6. Exemples d'expériences
6.1. Allure des lignes de flux dans un cou-
rant laminaire rectiligne
Utilisez la feuille de papier velouté sans
rainures.
Les lignes de couleur s'écoulent verticalement
dans un écart constant (voir fig. 2).
Résultat : dans un flux laminaire rectiligne,
toutes les lignes du flux sont parallèles. La di-
rection et la vitesse du flux sont identiques à
tous les endroits.
2
Fig. 1
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