Deux dispositifs expérimentaux pour examiner l’impact d’un jet de liquide sur une surface mobile à grande vitesse sont décrits : un dispositif de canon à air et un dispositif à disque rotatif. Les appareils sont utilisés pour déterminer les approches optimales pour l’application du modificateur de friction de liquide (LFM) sur les voies ferrées pour le contrôle de la friction sur le dessus du rail.
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Article de méthode
Visualisation de High Speed Liquid Jet impaction sur une surface en mouvement
Dans cet article
Résumé
Résumé
Deux appareils d'examen impact des jets de liquide sur une surface en mouvement à grande vitesse sont décrits: un dispositif de canon à air (de l'examen d'une vitesse de surface comprise entre 0 et 25 m / s) et un dispositif à disque tournant (de l'examen d'une vitesse de surface comprise entre 15 et 100 m / sec). Le canon à air traverse linéaire est un système alimenté en énergie pneumatique qui est conçu pour accélérer une surface de rail métallique monté sur le dessus d'un projectile en bois. Cylindre sous pression équipé d'une valve solénoïde libère rapidement de l'air sous pression dans le cylindre, ce qui oblige le projectile dans le canon de canon. Le projectile se déplace en dessous d'une buse de pulvérisation, qui frappe un jet de liquide sur sa surface supérieure métallique, et ensuite le projectile frappe un mécanisme d'arrêt. Une caméra enregistre l'impact de jet, et un capteur de pression enregistre la contre-pression de buse de pulvérisation. Le disque rotatif set-up se compose d'un disque en acier qui atteint des vitesses de 500 à 3000 rpm via un entraînement à fréquence variable (VFD) moteur. Un SI système de pulvérisationmilar à celle du canon à air génère un jet de liquide qui empiète sur le disque tournant, et des caméras placées à plusieurs points d'accès optique enregistrer la impact de jet. Les enregistrements vidéo des processus d'impact de jet sont enregistrées et examinées afin de déterminer si le résultat d'impact est splash, éclaboussures, ou dépôt. Les appareils sont les premiers qui impliquent l'impact à grande vitesse des jets de liquide à faible nombre de Reynolds sur des surfaces se déplaçant à grande vitesse. En plus de ses applications de l'industrie ferroviaire, la technique décrite peut être utilisé à des fins techniques et industriels tels que la production d'acier et peut être pertinent à l'impression 3D à haute vitesse.
Introduction
Cette recherche vise à déterminer des stratégies pour appliquer LFM (Liquid modificateur de friction) sous forme de jet de liquide sur une surface en mouvement tout en atteignant de hauts degrés d'efficacité de transfert et les résultats de dépôt uniformes. Pour atteindre cet objectif consiste à développer une compréhension approfondie des facteurs qui influent sur les jets de liquide sur les surfaces mobiles.
Le projet est motivé par la nécessité d'améliorer l'efficacité des techniques d'application de lubrification utilisés dans le secteur ferroviaire. Dans le but de réduire la consommation de carburant et des coûts de m....
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Protocole
Dispositif de disque 1. Spinning
- Identifier les conditions de test souhaités et conditions d'essai d'enregistrement dans une table (par exemple, la température ambiante, les propriétés des fluides, jet et la vitesse de surface, etc.).
- Préparation des matériaux
- Préparer des solutions dans l'eau ou de la glycérine PEO-glycérine-eau pour les essais d'impact.
- Dans le cas de tests PEO-glycérine-eau, dissoudre progressivement 4,5 g de poudre PEO (poids moléculaire moyenne en viscosité de un million et quatre millions d'euros) dans 1495,5 g d'eau distillée sous agitation magnétique douce sur un....
- Préparer des solutions dans l'eau ou de la glycérine PEO-glycérine-eau pour les essais d'impact.
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Résultats
Comme indiqué dans l'introduction, les trois principaux comportements associés à l'impact des jets de liquide sont dépôt, les éclaboussures et les éclaboussures. Ces comportements jet d'impact sont observées en utilisant des données vidéo enregistrées par les caméras de ciné à grande vitesse positionnés à différents points optiques. Exemples d'images fixes, obtenus à partir des enregistrements vidéo, qui représentent les trois résultats liquides de jet sont présentés dans la figure 3. Figur.......
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Discussion
Le projectile utilisé pour le canon à air set-up est composé de, une base en bois léger. Bien que les rognures de bois légèrement après de nombreux essais, il a été trouvé à absorber l'énergie cinétique de projectiles de manière plus efficace sont constitués de matières telles que le plastique ou le métal, qui ont tendance à se briser lors de l'impact du mécanisme d'arrêt. Les dimensions du projectile en bois sont conçus pour correspondre étroitement à l'intérieur du canon de l'acier, limitant ainsi .......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs ne ont rien à divulguer.
Remerciements
Le Conseil de recherches en génie du Canada (CRSNG) et LB Foster ferroviaires Technologies, Corp. sciences naturelles et soutenu conjointement cette recherche à travers le programme de recherche et développement coopérative du CRSNG Grant.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Équipement pour la configuration du canon à air comprimé Réservoir d’air | |||
| 30 gallons | Steel Fab | A10028 | |
| Vanne à clapet actionnée par solénoïde | Parker Hannifin Corp. | ||
| Tuyau | |||
| Tube en acier rectangulaire Mécanisme d’arrêt | |||
| Plaques en | |||
| Projectile en bois | personnalisé | ||
| Analyse photographique ltée | |||
| Feuille | |||
| Capteur optique | BANNER | SM312LV | |
| Equipement pour le réglage du disque rotatif | |||
| Moteur | WEG | TEFC-W22 | |
| Roulements | |||
| Disque | Personnalisé | ||
| Source lumineuse à fibre optique | Fibre optique Technologie Incorporée | MO150AC | |
| Réseau de LED à haute intensité | Torshare Ltd. | TF10CA | |
| Vacuum | Ridge Tool Company | WD09450 | |
| Interrupter | Customized | ||
| Équipement partagé pour les deux appareils | |||
| Phantom v611 caméra cinéma haute vitesse | Vision Research Inc. | V611 | |
| Phantom v12 caméra cinéma haute vitesse | Vision Research Inc. | Objectif V12 | |
| Zoom 7000 | Navitar Inc. | Zoom 7000 | |
| Objectif Zoom 6000 | Navitar Inc. | Zoom 6000 | |
| Réservoir d’azote comprimé | Praxair Technology, Inc. | ||
| Régulateur | de pression Praxair Technology, Inc. | ||
| Tuyau pour azote comprimé | Swagelok Company | SS-CT8SL8SL8-12 | |
| Tuyau pour accumulateur liquide | Swagelok Company | SS-7R8TA8TA8 | |
| Accumulator | Accumulators, Inc. | ||
| Solénoïde Solutions | d’électrovanne Inc. | 2223X-A440-00 | |
| Transducteur de pression | WIKA Instruments Ltd | #50398083 | |
| Assemblage de la buse | Glycérine personnalisée | ||
| Poly(oxyde d’éthylène) | |||
Références
- Cotter, J., et al. Top of Rail Friction Control: Reductions in Fuel and Greenhouse Gas Emissions. Proc. Of the 2005 Conference of the International Heavy Haul Association (Rio de Janeiro). , 327-334 (2005).
- Eadie, D. T., Bovey, E., Kalousek, J.
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Réimpressions et autorisations
