Name: Control de la película para el estudio de las contribuciones de las ondas dinámicas de impacto de gota en películas líquidas delgadas que fluye (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 8 s
Description: Aprende a estudiar la dinámica de impacto de gotas en películas líquidas delgadas en flujo mediante imágenes de alta velocidad. Este método permite analizar fenómenos de corta escala temporal en interacciones onda-gota.

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Este trabajo fue patrocinado por el fondo de desarrollo de tecnología del petróleo (PTDF, Nigeria) y la ingeniería y el Consejo de investigación de ciencias físicas, Reino Unido, a través del programa subvención MEMPHIS (número de concesión K003976/EP/1). Los autores aprecian también fructíferas discusiones con el Dr. Zhizhao Che.

1. configuración de aparejo experimentales
Nota: Vea la figura 1.
<ol><li>
Unidad de película descendente
	<ol>
<li>Empezar por la limpieza de la superficie del sustrato (vidrio) con un paño limpio y suave. Asegúrese de que no hay suciedad se adhiera a su superficie, que alteraría las propiedades del líquido.</li>
		<li>Ajuste el pivote del sustrato de vidrio en el ángulo de inclinación deseado. Un ángulo de inclinación, β, de 15 ° se utilizó en este trabajo.</li>
		<li>Encienda la bomba eléctrica y asegurar un flujo normal de líquido en la superficie de la película de más limpiar el sustrato de vidrio. Para este trabajo, el líquido de prueba fue agua desionizada.</li>
		<li>Asegúrese de que toda la superficie del sustrato se humedece.</li>
		<li>Medir el caudal de película utilizando el medidor de flujo. Para este trabajo, el flujo es variado entre 1.667 x 10-3 y 10 x 10-3 m3/s con la película correspondiente número de Reynolds, Re = ρq/wµ, que oscilan entre 55.5 y 333. w es el ancho de película descendente, 0,30 m.</li>
		<li>Poco a poco ajustar las válvulas en la conexión de flujo para obtener el flujo deseado en el substrato de cristal.</li>
		<li>Ajustar el conjunto de paso de micrómetro en la entrada de cine para el correspondiente valor de espesor de película de Nusselt para el caudal elegido, para evitar un salto hidráulico en la entrada de cine o un reflujo de aire en la cámara de distribución.</li>
		<li>Sifón manualmente todo el aire en la cámara de distribución para obtener un flujo uniforme aguas abajo en la superficie de la película.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Unidad de control de película
	<ol>
<li>Asegúrese que el generador de funciones está conectado a la válvula solenoide a través de un relé no enganche a través de una tarjeta de adquisición de datos (DAC).</li>
		<li>Activar la electroválvula y el generador de funciones.</li>
		<li>Ajuste el generador de funciones a la frecuencia deseada de la fuerza. En este trabajo, se utilizaron las frecuencias de 2 y 3 Hz.</li>
		<li>Seleccionar la señal de onda deseada (onda sinusoidal, onda diente de sierra, onda cuadrada, etc.). En este trabajo, se utilizó una señal sinusoidal. Figura 2A y 2B muestran el contraste entre una película descontrolada y una controlada.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Sistema de generación de gotas
	<ol>
<li>Conecte un tubo de plástico a una jeringa llena de agua.</li>
		<li>Inserte la jeringa en el generador de gotas.</li>
		<li>Coloque una jeringa-aguja de un tamaño elegido (según el diámetro de gota deseado) al otro extremo de la tubería plástica. La gama de diámetro de gota estudiada fue entre 0.0023 a 0.0044 m.</li>
		<li>Ajuste la altura de caída de la gota sobre la superficie de la película. En este trabajo, altura de caída de la gota fue variado desde 0.005 a 0,45 m, dando la velocidad de impacto entre 0.30 ± 0.02 - 2,96 ± 0.06 m/s.</li>
		<li>Del mismo modo, establecer el punto de impacto CBES de la gota de la entrada de la película. Esto se estableció en 0,3 m en este trabajo para las ondas bien formadas antes de impacto.</li>
		<li>Fijar un caudal deseado para la bomba de jeringa.</li>
		<li>Ajustar el flujo para lograr una frecuencia de generación de gotas mayor que la longitud de onda de las ondas formadas en la superficie de la película; para las gotas inciden sucesivamente en diferentes regiones de la película controlada. Ver figura 2; con una ampliación de una singular forma de onda en la Figura 2D para mostrar las diferencias en el perfil de flujo bajo cada región19,20.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Configuración de alta velocidad
	<ol>
<li>Coloque la cámara sobre un soporte del trípode (o cualquier otro arreglo conveniente).</li>
		<li>Seleccione el objetivo macro con distancia focal deseada y conéctelo a la cámara.</li>
		<li>Encienda la cámara de alta velocidad y asegurar se concentra directamente en la superficie de la película. Alinear la cámara en el 7 ° y 12˚ desviaciones horizontales y verticales respectivamente a la superficie de la película. Esto da una excelente imagen de la vista lateral del proceso de impacto, dando por resultado una resolución de 67,5 μm/píxeles y 46,6 μm/píxeles en las direcciones de los CBES y spanwise, respectivamente.</li>
		<li>Ajuste el enfoque de la lente de la cámara (en la abertura más grande) con un elemento de calibración colocado exactamente sobre el impacto de la gota mancha.</li>
		<li>Una vez que se obtenga un enfoque nítido, reducir la abertura para asegurar que sólo una pequeña cantidad de luz entra en la cámara.</li>
		<li>Establecer la velocidad de fotogramas deseado, la resolución y la velocidad del obturador de la cámara de alta velocidad. Una velocidad de 5000 fps, 800 x 600 resolución, abertura tamaño 1/16, y una velocidad de obturación de 1 μs se utilizaron en este trabajo.</li>
		<li>Colocar el difusor de luz frente a la fuente de luz, como se muestra en la figura 1, para que la luz se difumina uniformemente en toda la región de imagen.</li>
		<li>Encienda la fuente de luz para confirmar la difusión uniforme de la luz sobre el área de proyección de imagen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. calibración
Nota: Consulte la figura 3.
<ol><li>Poner una regla en la dirección del flujo de la película (exactamente en el punto de impacto) y obtener instantáneas de los puntos medidos en la superficie de la película.</li>
	<li>Repita 2.1 pero con la regla en la dirección spanwise.</li>
	<li>Utilizar lo anterior para obtener las resoluciones espaciales sobre la superficie de la película.</li>
</ol>3. video grabación y adquisición de datos
<ol><li>Una vez establecido el flujo de la película en la plataforma, arranque la bomba de jeringa y observar el impacto de las gotas de goteo en la superficie de la película.</li>
	<li>Iniciar el generador de funciones y observar la producción de ondas spatiotemporally regulares en la superficie de la película.</li>
	<li>Asegúrese de que sucesivas gotas afectan las diferentes regiones de la superficie de la película controlado.</li>
	<li>Observar el posterior disparo número de cuadro y esta a aproximadamente la mitad de la duración del video para captar adecuadamente el impacto.</li>
	<li>Encienda la fuente de luz y disparo la captura de imágenes una vez que se produce un impacto.</li>
	<li>Apague la fuente de luz una vez captura de imágenes para evitar el sobrecalentamiento de la película líquida.</li>
	<li>Analizar visualmente la instantánea obtenida en la pantalla del ordenador. Verifique si el impacto ha ocurrido en uno de la película plana, onda capilar, o regiones de chepa de la onda.</li>
	<li>Recortar el vídeo a la parte que muestra el proceso de impacto y guardar la gama marco en un formato de vídeo/imagen.</li>
	<li>Repetir el impacto individual 3.5-3.8 y registro en todas las regiones en la superficie de la película, viz joroba solitario. ondas capilares y película plana.</li>
</ol>4. Análisis y procesamiento posterior de la imagen
<ol><li>Coloque una regla en el campo de visión y calcular la resolución espacial contando cuántos píxeles caben en 1 cm., usando la imagen de calibración, obtener un factor de escala para la medición de la dimensión de imagen.</li>
	<li>Comparar los resultados del proceso de impacto en las regiones de diferente impacto de las imágenes de alta velocidad. Verifique diferencias notables.</li>
	<li>Usando una rutina de procesamiento de imágenes MATLAB adecuada, medir las características de las características del producto del proceso de impacto: es decir en el modo de salpicaduras, medir la altura de la corona, diámetro, espesor de pared, ángulo, dirección orientada al corona, número y tamaño de la inclinación distribución de gotas secundarias expulsadas.</li>
	<li>Llevar a cabo análisis cuantitativos similares como 4.3 por encima de los impactos de baja-Weber. Cuenta el tiempo de pinzamiento del satélite cae desde las imágenes de marcos de tiempo y medir el ápice largo y ancho de la columna formada en coalescencia parcial antes de pinzamiento de gotas secundarias. Medir el tamaño de las gotas secundarias expulsados. Contar el número de cascada en un proceso repetido de pinch-off.</li>
	<li>Observar todas las diferencias cualitativas en cada región.</li>
</ol>

<ol><li>Yarin, A. L. <a target="_blank" href="https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.fluid.38.050304.092144">Drop impact dynamics: Splashing, spreading, receding, bouncing….</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 38, 159-192 (2006).</li>
<li>Rein, M. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1016/0169-5983(93)90106-K/meta">Phenomena of liquid drop impact on solid and liquid surfaces.</a> Fluid Dynamics Research. 12 (2), 61-93 (1993).</li>
<li>Liang, G., Mudawar, I. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931016304136">Review of mass and momentum interactions during drop impact on a liquid film.</a> International Journal of Heat and Mass Transfer. 101, 577-599 (2016).</li>
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<li>Adebayo, I. T., Matar, O. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Droplet+impact+on+flowing+liquid+films+with+inlet+forcing%3A+the+splashing+regime%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Droplet impact on flowing liquid films with inlet forcing: the splashing regime.</a> Soft Matter. 13 (41), 7473-7485 (2017).</li>
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<li>Adebayo, I., Xie, Z., Che, Z., Matar, O. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Doubly+excited+pulse+waves+on+thin+liquid+films+flowing+down+an+inclined+plane%3A+An+experimental+and+numerical+study%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+E%22%5BJournal%5D)">Doubly excited pulse waves on thin liquid films flowing down an inclined plane: An experimental and numerical study.</a> Physical Review E. 96 (1), 013118(2017).</li>
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<li>Miskin, M. Z., Jaeger, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Droplet+Formation+and+Scaling+in+Dense+Suspensions%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Droplet Formation and Scaling in Dense Suspensions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109, 4389-4394 (2012).</li>
<li>Paulsen, J. D., Burton, J. C., Nagel, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viscous+to+Inertial+Crossover+in+Liquid+Drop+Coalescence%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Viscous to Inertial Crossover in Liquid Drop Coalescence.</a> Physical Review Letters. 103, 114501(2011).</li>
<li>Royer, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Birth+and+growth+of+a+granular+jet%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+E%22%5BJournal%5D)">Birth and growth of a granular jet.</a> Physical Review E. 78, 011305(2008).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que declarar.

En esta sección, le ofrecemos algunos consejos necesarios para asegurar resultados cualitativos se obtienen a partir del protocolo. En primer lugar, el sustrato de vidrio en el que los flujos de la película líquida deben estar completamente libre de suciedad para garantizar las propiedades de la película líquida se mantiene sin compromisos. Esto es realizable por una limpieza regular (probablemente con un detergente adecuado y limpiar sobre una bandeja para evitar la disolución en el sistema). Del mismo modo, debe haber un recambio regular del líquido de prueba todo después de algunos redondos experimentales, para garantizar resultados precisos.
En segundo lugar, la cámara de distribución de líquido debe ser bien endentada y también mantenerse hermético para asegurar que la película líquida juicioso es uniforme. Esto puede hacerse manualmente de succión aire fuera de la caja de distribución antes de cada experimento. También se recomienda el uso de micrómetro-pasos en la entrada de cine para ajustar la altura del entrehierro en la entrada de cine para el espesor del film exacto predicho por la estimación de Nusselt del flujo de la película en el número de Reynolds correspondiente. Esto evita un salto hidráulico o reflujo en la entrada.
La operación de la válvula de solenoide también siempre debe comprobar y comprobada correctamente. Esto es porque una pulsación adecuada del flujo es necesaria para garantizar la producción de las olas forzadas. Esto puede comprobarse desde el sonido regular de la válvula solenoide, así como una pulsación percibida a lo largo de las tuberías de conexión. La tasa de flujo de líquido en la bomba de la jeringuilla también debe establecer cuidadosamente para asegurar que las gotitas son expulsadas en forma de goteo, evitando cualquier aceleración previa antes de caer.
Debe garantizarse la adecuada calibración de la cámara de alta velocidad para obtener resultados muy precisos. El tamaño de la abertura debe también ser seleccionado teniendo en cuenta parámetros como la profundidad de campo, tiempo de exposición y brillo de imagen total. Para accionar durante la grabación de vídeo, la cámara los usuarios deben Estimar cuántos Marcos deben registrarse antes de dispararla. Esto puede variar con los individuos, dependiendo del tiempo de impacto de la gota, por lo tanto, se recomiendan varias pruebas de ensayo para practicar antes de las medidas reales. Del mismo modo, la fuente de luz debe estar bien arreglado y bien difundida para minimizar las sombras en la imagen.
Es importante destacar y recordar que el objetivo principal del estudio es el aporte de las ondas a la dinámica del impacto de las gotas que caen, por lo tanto, la formación de estructuras de onda regular es esencial para un estudio preciso de la física subyacente. En escenarios donde se observan las estructuras de la onda rápida transición a estructuras tridimensionales, se recomienda que el ángulo de inclinación del substrato sea reducido14,19 para facilitar una transición más lenta de las estructuras de la onda .
Una limitación de la técnica se observa en la ausencia de un dispositivo de medición especificar el espesor de película instantánea real en cada región de impacto. Esto habría proporcionado información adicional sobre el total fenómeno observado.
En Resumen, el procedimiento descrito en este informe también puede utilizarse para estudiar la dinámica de la evolución de onda simple, mientras que el sistema de alta velocidad descrito puede aplicarse a muchos campos de investigación con dinámica rápida como gota líquida ruptura21, 22/coalescence23, jets granular24, etc. donde se observan importantes fenómenos en una micro escala de tiempo.

Impacto de la gota es un fenómeno muy común en la naturaleza y atrae la atención de cualquier curioso observador1. Constituye un área activa de investigación debido a sus numerosas aplicaciones incluyendo enfriamiento de aerosol de extinción de incendios, de chorro de tinta-impresión, capa de aerosol, deposición de protuberancias de soldadura en placas de circuito impreso, el diseño de motores de combustión interna, limpieza de la superficie e impresión de la celda2. Su aplicación se extiende también a la agricultura, por ejemplo, por aspersión riego y cultivos rociando3,4. Trabajo pionero data delsiglo 19, con el trabajo de Worthington5, mientras que grandes avances sólo han realizado recientemente debido a la aparición de imágenes alta velocidad6 . Desde entonces, varios estudios han hecho; utilizando diferentes tipos de superficies de impacto desde sólidos7,8, poco profundas,9 y piscinas profundas líquido10,11 a películas delgadas12,13.
Sin embargo, a pesar del gran volumen de investigación sobre el impacto de la gota en superficies líquidas (es decir, someras y profundas piscinas y películas quietas), impacto en películas líquidas delgadas que no ha recibido tanta atención. Además, hasta ahora, los estudios han descuidado las contribuciones de estructuras espaciales de las ondas dinámicas de impacto de gotas.
En este informe, presentamos un detallado procedimiento experimental para investigar el proceso de impacto de gota que fluye películas cuya dinámica está influenciado por la entrada de la imposición de la tasa de flujo de líquido; a continuación, nos referimos a ellos como 'controlado'. Nos encontramos con que estas tienen numerosas aplicaciones en las industrias de multifase (por ejemplo, en el enfriamiento Torres, en columnas de destilación y también en el régimen de flujo anular observado en los flujos de dos fases), sobre todo como control de película se ha convertido en un paso importante en la intensificación de calor y transferencia de masa en muchas industrias de proceso14. El lector interesado se refiere a nuestro trabajo anterior15 para más detalles sobre los resultados de nuestros esfuerzos de investigación en esto.
Esta aplicación de oscilaciones de frecuencia de los resultados de tasa de flujo de entrada en la formación de olas regulares sobre la superficie de la película. Nos centramos en la familia de la onda solitaria, que se caracteriza esencialmente por picos estrechos muy separadas y es precedida por una serie de delantero-funcionamiento ondas capilares16,17,18. Estudiamos el resultado de los impactos asociados a las tres partes principales de la estructura de la onda solitaria: la 'película plana', 'joroba de la ola' y 'onda capilar' delantero-funcionamiento regiones. También contrastan estos resultados con aquellos asociados con las películas que fluye sin control. Nuestros resultados muestran que la naturaleza estocástica de aparición de la onda en la película descontrolada afecta notablemente los resultados del impacto de la gota, con las regiones separadas de la película controlada también nuevos mecanismos, que tenemos tanto detallado cualitativo y cuantitativamente.
En el de la papel anterior15, utilizando el mismo procedimiento, se estudió el efecto del control de la película sobre la dinámica de impacto de gota en el régimen de salpicaduras. Los resultados obtenidos mostraron diferencias cuantitativas y cualitativas en la morfología de la corona (altura, diámetro, espesor de pared, ángulo de inclinación y dirección) así como la distribución del número y tamaño de las gotas secundarias expulsadas.
En este informe, describimos el montaje diseñado para entender el papel fundamental desempeñado por estas estructuras espaciales en la dinámica de impacto de gota y también presente información sucinta de nuestros resultados no sólo en el régimen de salpicaduras, sino también para otros resultados de gota impacto (viz saltando, deslizando, coalescencia parcial/total). Siguiendo el protocolo estándar que se describen a continuación, el efecto del control de la película sobre la dinámica de impacto de la gota puede ser estudiado de manera reproducible.

<table><tbody><tr><td>Generador de funciones</td><td>GW INSTEK</td><td>AFG serie 2005, digital. Geo0852266</td><td>Produce un tipo variado de señales de onda, que van desde onda sinusoidal, cuadrada hasta onda de diente de sierra a diferentes frecuencias (0.1 Hz - 5 MHz).</td></tr><tr><td>Bomba de jeringa</td><td>Braintree Scientific Inc.</td><td>Bs-8000 /225540</td><td></td></tr><tr><td>Electroválvula</td><td>SMC-VXD</td><td>2142A. 0AE-5001</td><td>Serie pilotada Relé de dos puertos</td></tr><tr><td></td><td>Takamisara</td><td>A5W-K. 154424C-03L</td><td></td></tr><tr><td>Bomba eléctrica</td><td>Clarke SP</td><td>SPE1200SS 1</td><td></td></tr><tr><td>Caudalímetro</td><td>RS Component CYNERGY3</td><td>UF25B 14011600040110</td><td>Rango de medición: 0,2-25 L/min</td></tr><tr><td>Paso del micrómetro</td><td>Componente RS Cabezal</td> del <td>micrómetro</td><td>0,01 mm/0 -13 mm</td></tr><tr><td>Cámara de alta velocidad</td><td>Olympus</td><td>I-SPEED 3.</td><td>Capaz de grabar hasta 100.000 fotogramas por segundo.</td></tr><tr><td>Fuente de luz</td><td>TLC Suministros eléctricos</td><td>IP54 -negro</td><td>Reflector halógeno de doble encierro. Potencia nominal: 500 W.</td></tr><tr><td>difusor de luz</td><td>OptiGraphix</td><td>DFPMET</td><td>250 &mu; m espesor</td></tr><tr><td>Sustrato de vidrio</td><td>Instrument Glasses Ltd</td><td>Soda Lime Float Glass; 570 mm x 300 mm x 4 mm</td><td>Tolerancia de planitud 0,02/0,04.</td></tr><tr><td>Lentes macro</td>(<td>a) Nikon (b) Sigma</td><td>(a) AF-Micro-Nikkor 60 mm f/2.8 D (b) 105 mm f/2.8 Macro-Ex</td><td></td></tr><tr><td>Test-liquid</td><td>Agua desionizada del Laboratorio Analítico del Imperial College.</td><td>Solución estándar (AnalaR)</td><td></td></tr></tbody></table>

control de la película para el estudio de las contribuciones de las ondas dinámicas de impacto de gota en películas líquidas delgadas que fluye

Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

Impacto de la gota es un fenómeno muy común en la naturaleza y llama la atención debido a su fascinación estética y amplias aplicaciones. Estudios previos en películas líquidas fluidas han descuidado las contribuciones de estructuras espaciales de olas para el resultado del impacto, mientras que esto se ha demostrado recientemente para tener una influencia significativa en la dinámica del impacto de la gota. En este informe, describimos un procedimiento paso a paso para investigar el efecto de forzar la entrada periódica de una película de líquido que fluye hacia la producción de estructuras de onda spatiotemporally regular dinámica de impacto de gota. Un generador de funciones con respecto a una válvula de solenoide se utiliza para excitar estas estructuras de onda spatiotemporally regular en la superficie de la película mientras que la dinámica del impacto de las gotas de tamaño uniforme es capturada usando una cámara de alta velocidad. Luego se estudian tres regiones distintas; como la región de onda capilar anterior al pico de la onda grande, la región de película plana y la región de joroba de la ola. Los efectos de cantidades sin dimensiones importantes tales como película de Reynolds, Weber de la gota y número de Ohnesorge parametrizado por el caudal de película, velocidad de caída y tamaño de gota también se examinan. Nuestros resultados muestran interesantes, hasta ahora sin descubrir dinámica provocada por esta aplicación de película entrada obligando a de la película que fluye por ambas gotas de baja y alta inercia.

Se presenta un protocolo para el estudio de las contribuciones de las ondas dinámicas de impacto de gota en las películas de líquido que fluye.

Control de la película para el estudio de las contribuciones de las ondas dinámicas de impacto de gota en películas líquidas delgadas que fluye

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous ...

Este método puede ayudarnos a responder preguntas clave en los campos de películas líquidas que fluyen, películas delgadas e impacto de gotas. Hacemos una digresión sobre la dinámica evolutiva de las olas. Se rompen con la coalescencia de las gotitas y también se enganchan en las raíces. Por lo tanto, las principales ventajas de esta técnica es que nos proporciona una vía para estudiar muy a fondo los fenómenos de escala de tiempo corta. Para comenzar el procedimiento, limpie el sustrato de vidrio plano con un paño suave para que se elimine toda la suciedad y las partículas de la superficie del sustrato. Ajuste el pivote del sustrato al ángulo de inclinación deseado. Llene el depósito con el líquido de prueba, como agua desionizada. Ponga en marcha la bomba de fluido y confirme que el líquido fluye normalmente por toda la superficie del sustrato. Verifique la lectura del caudal en el medidor de flujo y ajuste gradualmente la válvula de flujo directo para lograr el caudal deseado. Luego, para evitar un salto hidráulico en la entrada de la película o un mal flujo de aire en la cámara de distribución, ajuste el extremo de la cuchilla de la cámara de distribución para establecer la altura del espacio en la cabeza de la película al valor preciso del espesor de la película para el caudal. Extraiga manualmente el aire de la cámara de distribución para garantizar un flujo de líquido normal y uniforme a través de todo el sustrato. A continuación, confirme que el generador de funciones esté conectado a la válvula solenoide en la ruta de flujo de líquido a través de un relé sin enclavamiento. A continuación, encienda el generador de funciones y la electroválvula. Ajuste el generador de funciones a la frecuencia de forzado y la forma de onda deseadas. A continuación, llene una jeringa con el líquido de prueba deseado, como agua desionizada. Conecte un tubo de plástico limpio a la jeringa y monte la jeringa en el conjunto del generador de gotas. Conecte la aguja del diámetro deseado al otro extremo del tubo de plástico con cinta de papel. Monte el tubo y la jeringa en el conjunto. Ajuste la posición de la aguja para lograr la altura de caída deseada y la distancia del punto de impacto en sentido de la corriente desde la entrada de la película. Ponga en marcha la bomba de jeringa y ajuste el caudal para que las gotas de agua goteen de la aguja sobre la película sin ninguna preaceleración detectable. Continúe ajustando el caudal para lograr una frecuencia de generación de gotas que coincida con la longitud de onda de las ondas en la superficie de la película, lo que garantiza que las gotas caigan en diferentes regiones de la película. Coloque difusores de luz frente a las fuentes de luz y encienda la luz. Confirme que el área de la imagen esté iluminada uniformemente y, a continuación, apague la luz. A continuación, apague el generador de funciones y el generador de gotas. Monta una cámara de alta velocidad en un trípode. Coloque la cámara con una lente macro que tenga la distancia focal deseada y encienda la cámara. Enfoque la cámara en la superficie de la película con un 7

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En este video lo primero que describen los procedimientos de fabricación y operación de una onda acústica de superficie (SAW) dispositivo de contraflujo acústico. Se demuestra a continuación, un montaje experimental que permite tanto la visualización del flujo cualitativo y el análisis cuantitativo de los flujos de complejos dentro del dispositivo de bombeo SAW.

Fabricación, operación y visualización del flujo en la superficie-acústico de ondas impulsadas Microfluídica Acústica contraflujo

Impacto de la gota de fluidos no newtonianos es un proceso complejo ya que los diferentes parámetros físicos influyen en la dinámica durante un tiempo muy corto (menos de un décimo de un milisegundo). Una técnica de imagen rápida se introdujo con el fin de caracterizar los comportamientos de impacto de los diferentes fluidos no newtonianos.

Técnica de escaneo rápido para el Estudio de impacto por caída de la Dinámica de Fluidos no newtonianos

Se describe el protocolo para la fabricación y operación de dispositivos de deshumectación de campo (Field-DW), así como los estudios preliminares de los efectos de los campos eléctricos en el contenido de las gotas.

Tomando ventaja de la reducción de la interacción de gotas en la superficie para optimizar el transporte de Bioanalytes en microfluídica digitales

Se describen dos dispositivos experimentales para examinar el impacto del chorro de líquido en una superficie móvil de alta velocidad: un dispositivo de cañón de aire y un dispositivo de disco giratorio. Los aparatos se utilizan para determinar los enfoques óptimos para la aplicación de un modificador de fricción líquido (LFM) en las vías férreas para el control de la fricción en la parte superior del riel.

Visualización de alta velocidad Liquid Jet impactación sobre una superficie móvil

Se presenta un método analógico experimentalmente accesible para el estudio de procesos hidrodinámicos moleculares en fluidos densos. La técnica utiliza la velocimetría de imagen de partículas de montones de grano vibrado, de alta-restitución y permite la observación directa, macroscópica de dinámicos procesos conocidos y predice que existen en la interacción, alta densidad de gases y liquidos.

Una técnica análoga macroscópica para el estudio de procesos hidrodinámicos Molecular en Gases densos y líquidos

Se presentan dos métodos diferentes para caracterizar el movimiento de la partícula incipiente de un solo grano en función de la geometría de la cama de sedimentos de laminar a turbulento.

Visual basado en la caracterización de la propuesta del partícula incipiente en sustratos Regular: de Laminar a turbulentas condiciones

La técnica descrita en el presente documento ofrece un método relativamente simple y de bajo costo para medir simultáneamente la cinemática de la partícula y la turbulencia en flujos con concentraciones bajas de partículas. La turbulencia se mide utilizando partículas imagen velocimetry (PIV), y cinemática de la partícula se calcula a partir de imágenes obtenidas con una cámara de alta velocidad en un campo de vista superpuesto.

Medida simultánea de la cinemática de la partícula usando técnicas de imagen de flujo y turbulencia

Este protocolo muestra la configuración experimental básica para experimentos de entrada de agua con esferas de caída libre. Se discuten métodos para la alteración de la superficie del líquido con tejidos penetrables, la elaboración de esferas químicamente no-adherencia de soldadura y pasos para la extracción de datos y visualización de splash.

Impactos de las esferas de la caída libre en una piscina profunda líquida con líquido alterada y el impactador de condiciones de la superficie

El protocolo tiene como objetivo investigar la interacción entre gotas y sustratos superhidrofóbicos en el aire. Esto incluye calibrar el sistema de medición y medir la fuerza de interacción en sustratos superhidrofóbicos con diferentes fracciones de rejilla.

Medición de la fuerza de interacción entre una gota y un sustrato superhidrofóbico mediante el método de palanca óptica

Este protocolo permite la recopilación eficiente de imágenes experimentales de alta velocidad de impactos de caída de líquido, y un análisis rápido de esos datos en lotes. Para simplificar estos procesos, el método describe cómo calibrar y configurar el aparato, generar una estructura de datos adecuada e implementar un script de análisis de imágenes.

Análisis de alto rendimiento de los impactos de gotas líquidas

Se describe la fabricación de transductores de modo de espesor piezoeléctrico a través de pulverización de corriente directa de electrodos de placa en niobato de litio. Además, el funcionamiento confiable se logra con un soporte de transductor y el sistema de suministro de fluidos y la caracterización se demuestra mediante análisis de impedancia, vibrometría doppler láser, imágenes de alta velocidad y distribución del tamaño de gotas mediante dispersión láser.

Fabricación y caracterización de dispositivos piezoeléctricos en modo de espesor para atomización y acoustofluídicos

Aprende a estudiar la dinámica de impacto de gotas en películas líquidas delgadas en flujo mediante imágenes de alta velocidad. Este método permite analizar fenómenos de corta escala temporal en interacciones onda-gota.

Control de la película para el estudio de las contribuciones de las ondas dinámicas de impacto de gota en películas líquidas delgadas que fluye (Video) | JoVE Journal

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