הדמיה של זרימה בעבר גוף בלוף

1. כדי לייצר גיליון רציף של בועות:

1. הגדר את הציוד בהתאם לדיאגרמה החשמלית המוצגת באיור 3.
2. תקן את האלקטרודה החיובית במים בקצה הזרם של מקטע הבדיקה (ראו איור 4 לעיון).
3. תקן את האלקטרודה השלילית במעלה הזרם ובסמוך לנקודת העניין כדי לשחרר את הבועות לזרם לפני שהזרימה מגיעה למושא המחקר (ראו איור 4 לעיון). המים משלימים את המעגל בין שתי האלקטרודות.
4. הפעלת מתקן הזרימה
5. הגדר את לוח המחוגות של בקר התדר למיקום 2. זה יקבע קצב זרימה של כ 9x10^-4 מ^'3/s.
6. הפעל את ספק הכוח DC ולהגדיל את המתח עד כ 25 V, הזרם יהיה להגדיר את עצמו סביב 190 mA.
7. הגדר את צורת הגל במחולל האותות לגל מרובע (סימן: ). זה יוצר אות ריבועי V - 5 V שמפעיל את ממסר מצב מוצק (סגירת המעגל) במקומו הגבוה ופותח אותו במצב נמוך
8. במקרה הספציפי הזה, תדירות הגל המרובע אינה חשובה. זה פשוט צריך להיות לא אפס.
9. מקסם את היסט DC (+5 V) במחולל האותות. עם הגדרה זו, המעגל תמיד סגור והמערכת מייצרת בועות ברציפות.

איור 3. דיאגרמת חיבורים.

איור 4. מחלקת בדיקה. הזרימה עוברת משמאל לימין. האלקטרודה השלילית יוצרת שכבה של בועות מימן שנסחפות עם הזרימה. האלקטרודה החיובית מוגדרת בקצה במורד הזרם של קטע הבדיקה כדי למנוע את ההפרעות שלה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.

2. כדי לייצר צירי זמן:

1. הפעלת מתקן הזרימה
2. הגדר את לוח המחוגות של בקר התדר למיקום 2. זה יקבע קצב זרימה של כ 9x10^-4 מ^'3/s.
3. הפעל את ספק הכוח DC ולהגדיל את המתח עד כ 25 V, הזרם יהיה להגדיר את עצמו סביב 190 mA.
4. הגדר את צורת הגל במחולל האותות לגל מרובע (סימן: ). פעולה זו יוצרת אות ריבועי V - 5 V 0 המפעיל את ממסר מצב מוצק (סגירת המעגל) במקומו הגבוה ומנטרל אותו (פתיחת המעגל) במצב נמוך
5. הגדר את היסט DC במחולל האותות ב+ 1 V.
6. הגדר את התדר של הגל המרובע במחולל האותות ב-10 הרץ.
7. הגדר את הסימטריה של הגל המרובע שלילי מעט (-2) כדי להגדיל את הרווח בין צירי זמן תוך שמירה על התדר הנכון.

3. להשתמש בקווי זרימה כדי ללמוד את רחובות מערבולת פון קרמן:

1. למדוד את הקוטר של המוט, באמצעות caliper. השתמש ביחידות S.I. למדידה זו (מ').
2. תקן מוט גלילי במורד הזרם של האלקטרודה השלילית.
3. השליכו את האור של מנורת הפריקה בעוצמה גבוהה על שכבת בועות המימן. ודא שהאור אינו נמצא ישירות מאחורי קו הראייה כדי למנוע רוויית יתר של מערכת ההדמיה
4. ישר את מערכת ההדמיה עם המוט; באופן שרק הקצה המעגלי נראה מול המצלמה.
5. הוסף סימן בחלון הפריט החזותי ובמורד הזרם של המוט כדי להשתמש בו כהפניה לספירת מחזורי סככה מערבולת לכל זמן יחידה.

4. ניתוח נתונים עבור זרימה מעבר לצילינדר מעגלי:

1. קביעת גורם ההמרה מיחידות מכונה ליחידות חלל אמיתיות:
   1. מדוד את רוחב הצל שהטיל המוט בגליון הבועות (ראה איור 2(A) לעיון). קח מדידה זו ממש על המוט כדי למנוע עיוות עם מרחק. זהו הקוטר של המוט ביחידות מכונה, (נקודות או פיקסלים, בהתאם לתבנית)
   2. השתמש במשוואה הבאה כדי לקבוע את מקדם ההמרה מיחידות מחשב ליחידות בעולם האמיתי:
      
2. קביעת מהירות הזרימה:
   1. בחר קבוצה של צירי זמן לא ממושמעים במעלה הזרם של גוף הבלוף.
   2. מדוד את המרחק בין ציר הזמן הראשון והאחרון ביחידות מחשב (נקודות או פיקסלים).
   3. ספר את מספר צירי הזמן בקבוצה , .
   4. שים לב לתדירות של אות הגל המרובע כפי המיוצר על ידי מחולל האות, .
   5. קבעו את מהירות הזרימה המתקרבת מהמשוואה הבאה:
      
3. קביעת מספר ריינולדס:
   1. מצא את הצמיגות הקינטמטית של נוזל העבודה (למשל מים m²/s).
   2. חשב את מספר ריינולדס באמצעות משוואה (1). בשביל זה, בהתחשב בקוטר המוט ( ) הנמדד בשלב 3.1, המהירות המתקרבת ( ) נקבעת עם משוואה (5), ואת הצמיגות הקינטמטית שנקבעה בשלב 4.3.1
4. קביעת מספר סטרוחאל: מערבולות בעקבות המוט נעות במהירות שונה כמו צירי הזמן בזרם החופשי. לפיכך, יש להעריך את תדירות שפיכת המערבולת באופן עצמאי.
   1. הגדר הפניה קבועה במורד הזרם של המוט. הפניה זו יכולה להיות מחרוזת עדינה המחוברת לחלק החיצוני של המנהרה או קו דיגיטלי שנוסף לסרטון וידאו של תהליך הזרימה.
   2. ספר את מספר מחזורי שפיכת המערבולת, חוצה את ההפניה במהלך פרק זמן מוגדר . מחזור שפיכת מערבולות מאויר באיור 2(א').
   3. חשב את תדירות ההשלכה מהמשוואה הבאה:
      
   4. השתמש בתוצאות משוואות (5) ו- (6) במשוואה (2) כדי לחשב את מספר סטרוהול.