Visualisatie van stroming langs een zwaar voorwerp

1. Om een continue stroom van bubbels te produceren:

1. Stel de apparatuur in volgens het elektrische diagram dat wordt getoond in Figuur 3.
2. Bevestig de positieve elektrode in het water aan de stroomafwaartse kant van het testgedeelte (zie Figuur 4 voor naslag).
3. Bevestig de negatieve elektrode stroomopwaarts en dicht bij het punt van belang om de bubbels in de stroom te laten vrijkomen voordat de stroming het object van studie bereikt (zie Figuur 4 voor naslag). Het water sluit het circuit tussen de twee elektroden af.
4. Schakel de stroomvoorziening in
5. Stel de draaiknop van de frequentiecontroller op positie 2. Dit zal een stroomsnelheid van ongeveer 9x10^-4 m³/s vaststellen.
6. Schakel de DC-voeding in en verhoog de spanning tot ongeveer 25 V, de stroom zal zichzelf instellen op ongeveer 190 mA.
7. Stel de golfvorm in de signaalgenerator in op Vierkante Golf (symbool: ). Dit genereert een 0 V - 5 V vierkante signaal dat de solid-state relais activeert (het circuit sluit) in zijn hoge positie en het opent in de lage positie
8. Voor dit specifieke geval is de frequentie van de vierkante golf niet belangrijk. Het hoeft alleen maar niet-nul te zijn.
9. Maximaliseer de DC-offset (+5 V) in de signaalgenerator. Met deze instelling is het circuit altijd gesloten en genereert het systeem continu bubbels.

Figuur 3. Verbindingsdiagram.

Figuur 4. Testgedeelte. De stroom gaat van links naar rechts. De negatieve elektrode genereert een laag waterstofbubbels die met de stroming worden weggevaagd. De positieve elektrode is ingesteld aan de stroomafwaartse kant van het testgedeelte om zijn verstoringen te vermijden.Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

2. Om tijdlijnen te produceren:

1. Schakel de stroomvoorziening in
2. Stel de draaiknop van de frequentiecontroller op positie 2. Dit zal een stroomsnelheid van ongeveer 9x10^-4 m³/s vaststellen.
3. Schakel de DC-voeding in en verhoog de spanning tot ongeveer 25 V, de stroom zal zichzelf instellen op ongeveer 190 mA.
4. Stel de golfvorm in de signaalgenerator in op Vierkante Golf (symbool: ). Dit genereert een 0 V - 5 V vierkante signaal dat de solid-state relais activeert (het circuit sluit) in zijn hoge positie en deactiveert het (het circuit opent) in de lage positie
5. Stel de DC-offset in de signaalgenerator in op +1 V.
6. Stel de frequentie van de vierkante golf in de signaalgenerator in op 10 Hz.
7. Stel de symmetrie van de vierkante golf iets negatief in (-2) om de ruimte tussen de tijdlijnen te vergroten terwijl de juiste frequentie wordt gehandhaafd.

3. Om stromingslijnen te gebruiken om Von Kármán-wervelstraten te bestuderen:

1. Meet de diameter van de staaf,, met behulp van een schuifmaat. Gebruik S.I.-eenheden voor deze meting (m).
2. Bevestig een cilindrische staaf stroomafwaarts van de negatieve elektrode.
3. Richt het licht van de hoogintensiteitetluchtlamp op de laag waterstofbubbels. Zorg ervoor dat het licht niet direct achter de lijn van zicht staat om oververzadiging van het beeldvormingssysteem te voorkomen
4. Lign het visualisatiesysteem met de staaf; zodat alleen de cirkelvormige punt zichtbaar is voor de camera.
5. Plaats een markering in het visualisatie venster en stroomafwaarts van de staaf om het te gebruiken als referentie om werveluitscheidingscycli per eenheid tijd te tellen.

4. Gegevensanalyse voor stroming langs een cilinder:

1. Bepaling van de conversiefactor van machine-eenheden naar reële ruimte-eenheden:
   1. Meet de breedte van de schaduw die door de staaf op de bubbelstroom wordt geworpen (zie figuur 2(A) voor naslag). Neem deze meting direct bij de staaf om vervorming met afstand te voorkomen. Dit is de diameter van de staaf in machine-eenheden, .css-1yui4hs{display:-webkit-box;display:-webkit-flex;display:-ms-flexbox;display:flex;grid-column:1;min-width:0px;-webkit-order:9;-ms-flex-order:9;order:9;}@media screen and (min-width: 64rem){.css-1yui4hs{-webkit-order:8;-ms-flex-order:8;order:8;}}
      OverviewProcedureTranscriptFAQ

      Bron: Ricardo Mejia-Alvarez, Hussam Hikmat Jabbar en Mahmoud N. Abdullatif, Afdeling Machinebouw, Michigan State University, East Lansing, MI

      Vanwege…

      Read More

      Browse More Videos

      Stromingsvisualisatie

      waterstofbellen

      wervelaflossing

      getal van Reynolds

      getal van Strouhal

      stroomlijn

      tijdlijn

      baanlijn

      spoorlijn