시각적으로 일반 기판의 초기 입자 동작의 특성을 기반으로: 층 류 난 류 조건 하에서

Summary

형상의 앙금 침대 층 류에서 난 류 흐름에 기능으로 하나의 구슬의 초기 입자 모션을 특성화에 대 한 두 가지 방법은 제공 됩니다.

Abstract

층 류에서 난 류 조건에 침대의 기하학적 속성의 기능으로 입자 모션의 임계값을 결정 하기 위한 두 가지 실험 방법은 제시 됩니다. 그 목적에 대 한 단일 구슬의 초기 모션 삼각형 및 이차 대칭에 정기적으로 정렬 된 균일 한 크기의 고정된 분야의 단층으로 구성 된 일반 기판에 공부 된다. 중요 한 방패 수 임계값 특징 이다. 모션의 발병에 대 한 기준 인접 한 원래 평형 위치에서 변위로 정의 됩니다. 변위와 모션의 모드는 이미징 시스템으로 식별 됩니다. 층 류 병렬 디스크 구성으로 회전 고분자를 사용 하 여 유도 된다. 레이놀즈 수 전단 1 남아 있습니다. 난 류는 오픈 젯 테스트 섹션 저속 바람 터널에서 유도 된다. 공기 속도 송풍기 팬에 주파수 변환기와 함께 통제 된다. 속도 프로 파일은 뜨거운 영화 풍속 계에 연결 된 열 선 프로브 측정 됩니다. 레이놀즈 수 전단 40와 150 사이 범위. 로그 속도 법과 Rotta 제시한 수정된 벽 법 전단 속도 실험 데이터 로부터 추론 하는 데 사용 됩니다. 후자는 특별 한 관심의 모바일 비드 부분적으로 소위 hydraulically 과도 적인 흐름 정권에서 난 류 흐름에 노출 되 면. 전단 응력은 모션의 발병에서 추정 된다. 휴식, 각도 전단 흐름을 구슬의 노출의 강한 영향을 보여주는 몇 가지 설명을 결과 두 정권에서 표시 됩니다.

Introduction

초기 입자 모션 다양 한 산업 및 자연 프로세스에서에서 발생 합니다. 환경 등 토사의 초기 과정 ^1,,23강 및 바다, 침대 침식 또는 다른 사람 사이 언덕 대형에 수송. 공⁴를 전달, 오염 물질의 제거 또는 표면^5,6 의 청소는 입자 모션의 개시를 포함 하는 전형적인 산업 응용.

응용 프로그램의 광범위 한 범위로 인해 입자 모션의 광범위 하 게 공부 하고있다 세기 동안, 난 류 조건^{7,,89,10,11에서 주로 12,13}

Protocol

1. 초기 입자 모션 들어온다 흐름도.

참고:이 특정 응용 프로그램에 대 한 수정 된 회전 고분자에 측정 실시 합니다.

1. 준비는 제가.
   1. 공기 베어링의 손상을 방지 하려면 공기 공급은 고분자를 연결 합니다. 시스템에 약 5 바의 압력을 얻을 때까지 공기 필터 외에 밸브를 엽니다.
   2. 유체 circulator 측정 판에 연결 합니다. Peltier 요소의 호스는 고분자에 연결 되어 있는지 확인 합니다. 유체 circulator에 전환 하 고 원하는 온도 (20 ° C)를 설정 합니다.
   3. 포함 하는 고분자에 일반 기판 사용자 지정된 컨테이너를 탑재 합니다.
      1. 컨테이너에서 일반 기판 고 증류수와 신중 하 게 표면을 청소. 천으로 청소 렌즈 표면 건조 하 고 송풍기와 가능한 잔여 먼지를 제거 합니다.
         참고: 일반 기판은 15 x 15 m m² (405.9 ± 8.7) µ m의 구형 소 다-라임 유리 구슬에서 내장의 monolayers.
      2. 0.4 m m 두께 양면 테이프를 사용 하 여 기판 센터 선회 축에서 21 m m의 거리에 있는 컨테이너 보장으로 일반 기판 수정.
      3. 사용자 지....

Results

그림 1 (a) 들어온다 흐름도, 프로토콜의 섹션 1에서에서 중요 한 방패 수 하는 데 사용 하는 실험 설정의 스케치를 나타냅니다. 측정 된 값이 특정 응용 프로그램에 대 한 수정 된 회전 고분자에서 지휘 된다. 지름 70 mm의 투명 한 유리 접시 신중 하 게 25 m m 직경에서의 병렬 플레이트에 고정 되었다. 측정 시스템의 관성 측정 하기 전에 따라서 재조정 했다. 투명 한 벽으로 직경에서 176 m m의 사용자 지정 된 원형 컨테이너 동심는 고분자를 결합 했다. 세로 컷 앞 섹션에서 수행 되었다. 현미경 슬라이드는 이미지를 개선 하려면 앞 섹션을 신중 하 게 고정 되었다. 간격 설정 프로필 컨테이너의 존재 계정에 걸릴를 재조정 했다. 플레이트 속도 측정을 시작 하기 전에 비드 움직임을 피하기 위해 유체 인터페이스에 가까운 최소화 했다. 그 시스템에서 단일 비드 투명 한 격판덮개를 .......

Discussion

우리는 앙금 침대 기하학의 기능으로 초기 입자 동작을 특성화에 대 한 두 가지 실험 방법을 제시. 그 목적을 위해 우리는 정기적으로 삼각형 또는 정방형 대칭 기하학 매개 변수는 단일 형상에 단순화 하는 방식에 따라 배열 하는 분야의 단층을 사용 합니다. 들어온다 흐름도, 우리는 이전 연구^39,,4041에서 층 류 전단 흐름을 유도 하는 회전 rotameter를 사용 하 여 실험 방법 설명. 예비 실험 초기 모션 방사형 위치 또는 기판³⁸의 업스트림 테두리에서 거리 같은 기판의 유한 크기 효과의 독립적 남아 있었다 보였다. 마찬가지로, 중요 한 방어막 번호 간격 내에서 상대 흐름 침수의 독립적인 발견

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
MCR 302 회전식 유변계	Anton Paar	전단 층류
측정 플레이트 PP25	Anton Paar	단 층류
펠티에 시스템 P-PTD 200	Anton Paar	층류
약 10 및 100 mPas의 점도를 가진 실리콘 오일	Basildon 화학 물질	(
; m	The Technical Glass Company	층류 조건을
Opto Zoom 70 Module 0.3x-2.2x	WEISS IMAGING AND SOLUTIONS GmbH	레오미터의 비드 모션을 기록하기 위한 이미징 시스템
UI-1220SE CMOS 카메라	IDS Imaging Development Systems GmbH	레오미터에서 비드 모션을 기록하기 위한 이미징 시스템
	유변계의 비드 모션을 기록하기 위한	Volpi USA
팅겐 타입	Tintschl BioEnergie und Strö mungstechnik AG	난류
(2.00 ± 0.10) mm의 유리 구체	Gloches 대한민국	난류 유동 조건을
(5.00 ± 0.25) mm의 알루미나 구체	Gloches 대한민국	실험
CTA 풍속계 DISA 55M01	Disa Elektronik A/S	풍동의
Miniaure Wire Probe Type 55P15	Dantec Dynamics	풍동의
HMO2022 디지털 오실로스코프, 2 아날로그. Ch., 200MHz	Rohde & Schwarz		에서의 유속 측정
Phantom Miro eX1 High-speed Camera	Vision Research IncVis	풍동에서의 비드 모션을 기록하는 이미징 시스템
		풍동에서 비드 움직임을 기록하기 위한 이미징 시스템