שיטה אנלוגי השפעול נגיש עבור לימוד תהליכי hydrodynamic מולקולרית צפופה נוזלים מוצג. הטכניקה משתמשת חלקיקים velocimetry תמונה של ערימות התבואה זז, גבוהה-פיצוי ומאפשר תצפית ישירה, מאקרוסקופית של תהליכים דינמיות ידוע והוא ניבא קיימת אינטראקציה חזקה, גבוהה צפיפות גזים ונוזלים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
טכניקת מאקרוסקופית אנלוגי לימוד תהליכי Hydrodynamic מולקולרית צפופה גזים ונוזלים
במאמר זה
סיכום
תקציר
מתוארת שיטה אנלוגיות, מאקרוסקופית לימוד תהליכי hydrodynamic בקנה מידה מולקולרי צפופה גזים ונוזלים. הטכניקה חלה של תקן נוזל דינמי אבחון, חלקיק תמונה velocimetry (PIV), כדי למדוד: i) במהירויות של חלקיקים בודדים (גרגרים), העומד על תבואה-התנגשות קצרה, פרקי זמן, ii) המהירויות של מערכות של חלקיקים, על שניהם קצרים התנגשות-זמן - ו זמן, רצף-זרימה-זמן-מאזניים, השלישי) קולקטיבית מצבי hydrodynamic ידועים להתקיים ב נוזלים מולקולרית צפופה, ו- iv) פונקציות autocorrelation מהירות קצר, ארוך-זמן-סרגל, מרכזי להבנת הדינמיקה של חלקיקים בקנה מידה של מערכות נוזלים שמעצבת חריפה, צפופה. מערכת בסיסית מורכבת מערכת הדמיה, מקור האור, חיישנים הרטט, מערכת הרטט עם תוכנת מדיה, ו PIV וניתוח ידוע. מדידות ניסיוני נדרש וקו מיתאר של כלים תיאורטיים בעת שימוש בטכניקה אנלוגי ללמוד תהליכים hydrodynamic בקנה מידה מולקולרי מודגשים. הטכניקה המוצע מספק אלטרנטיבה פשוטה יחסית כדי פוטוני ושגרו ניוטרון שיטות פיזור משמשת גם מחקרים hydrodynamic מולקולרית.
מבוא
הידרודינמיקה מולקולרית מחקרים את הדינמיקה ואת המכניקה הסטטיסטית של מולקולות בודדות ואוספים של מולקולות בתוך נוזלים. בין הטכניקות ניסיוני רבות שפותחו עבור לימוד מערכות hydrodynamic מולקולרית1,2, פיזור אור1,2,3, סימולציות דינמי מולקולרית4, 5,6,7 , ובמידה פחותה יותר, פיזור וספקטרוסקופית8 היו הנפוץ ביותר בשימוש. למרבה הצער, מגבלות משמעותיות לצרף הטכניקות שני האחרון. סימו....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
1. הכנת מערכת רטט
-
להגדיר את המערכת רטט כמוצג באיור1. מערכת זו מורכבת טבעתי פוליאוריתן קערה (נתקל של הקוטר החיצוני של 600 מ מ), מצורף יחיד-מהירות (1740 rpm), המנוע לא מאוזנים, איפה שהשני מייצר ויברציות תהליך. זה קשור בסיס משוקללת, מופרדים על ידי קבוצה של שמונה מעיינות (הקערה ואת בסיס משוקללת נרכשים מורכבים כמו חתיכה אחת). לצרף את מכלול קערה האוטובוסים ולאבטח עם שני ווים גומי שסופקו. משאבת סחרור מקום על השולחן ליד הקערה וצרף משאבת צינור עודפים לשחק באולינג נקודת כניסה שימון.
- לצרף תאוצה triaxial הרדיוס הפנימי של טבעתי קערה ויברציות הקערה מוקלטות בתנאים משרעת נמוכה, להעביר תאוצה מרכך אות חיישן. במקום המרכ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
בהצגת התוצאות נציג, נתייחס לתהליכים הרצף-סרגל האלו שנצפה ו החזוי לאורך זמן-סולמות, 
שנמצאים זמן רב יחסית ציר הזמן התנגשות תבואה אופיינית, 
, חלקיק-סרגל תהליכים לאלה שנמדדו, ניבא על הזמן-סולמות, 
, שאינם נמ.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
על מנת להשתמש ערימות התבואה זז כמו תחליפי מאקרוסקופית על חקירת התהליכים hydrodynamic מולקולרית, experimentalist חייב מצד אחד, ללמוד, ארבע מידות בסיסיות ושימוש מאידך, מאסטר כמה אלמנטים בסיסיים של שיווי משקל, מכניקה סטטיסטית ללא שיווי משקל. התמקדות לראשונה מדידות ניסיוני, אלה כוללים: i) מדידה של תבואה בודדים dynamics באמצעות מדידה של הפונקציה autocorrelation יחיד-חלקיקים מהירות, ii) מדידה של מהירות תבואה השטח הממוצע/ארוך-זמן-סרגל זמן שדות, iii) מדידה של דגן מדיה יעיל צמיגויות, ו- iv) מדידת ספקטרום רעידות של הקערה מדיה, הן .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים אין לחשוף.
תודות
עבודה זו היה נתמך על ידי המשרד של חיל הים המחקר (הריסות N00014-15-1-0020) [Tkacik, Keanini] והופיע ב אוניברסיטת צפון קרוליינה במעבדה של מחקר מוטורי של שרלוט ליטוש מדיה נתרם על ידי רוסלר.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| קערת ליטוש רטט | Raytech | AV-75 | |
| מד זרימה | משאבות פריסטלטיות | 913 Mity Flex | |
| Scale | Pelouze | 4040 | |
| מד תאוצה תלת-צירי | PCB Piezotronics | PCB 356B11 | מד תאוצה עם חיישן אותות |
| מזגן רכישת נתונים מחשב | IBM | Thinkpad | בשימוש עם גבוה מצלמת מהירות |
| מצלמה במהירות גבוהה | Redlake | Motionxtra HG-XR | |
| עדשת זום | טמרון | דגם A18 | 18-250 מ"מ f/3.5-6.3 |
| ARRI | EB 400/575 D | בעוצמה גבוהה | |
| Precision Tower 7910 | |||
| PIV של Dell | Dantec Dynamics | Dynamic Studio 2013 | גרסה 3.41.38 |
| חומרת רכישת נתונים | מכשירים לאומיים | SCXI SCXI-1000 Chasis עם כרטיס SCXI 1100 ומתאם SCXI 1303 | |
| תוכנת רכישת נתונים | National Instruments | LabVIEW 2012 | |
| תוכנת עיבוד נתונים | MATHWORKS | MATLAB | |
| ליטוש מדיה | Rosler | RSG 10/10S | סוגי מדיה מרובים בשימוש (מעורב, כדורי, משולש |
| תמיסת ליטוש | Rosler | FC KFL (3%) | 3% תמיסת סבון עם מים |
| Rule Scale | Swiss Precision Instruments | 13-911-3 | |
| צילינדר | מדורג Global Scientific | 601082 |
מקורות
- Berne, B. J., Pecora, R. Dynamic Light Scattering. , John Wiley and Sons Ltd. (1976).
- Boon, J. P., Yip, S. Molecular Hydrodynamics. , McGraw-Hill. (1980).
- Brown, J. C., Pusey, P. N., Goodwin, J. W., Ottewill, R. H. Light scattering study of dynamic and time-averaged correlations in dispersions of charged ....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
