Dois dispositivos experimentais para examinar o impacto do jato de líquido em uma superfície móvel de alta velocidade são descritos: um dispositivo de canhão de ar e um dispositivo de disco giratório. Os aparelhos são usados para determinar as abordagens ideais para a aplicação do modificador de atrito líquido (LFM) em trilhos para controle de atrito no topo do trilho.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Visualização de alta velocidade líquido Jet impactação sobre uma superfície móvel
Neste artigo
Resumo
Resumo
Dois aparelhos de análise do impacto do jato líquido sobre uma superfície móvel de alta velocidade são descritos: um dispositivo de canhão de ar (para examinar velocidades de superfície entre 0 e 25 m / s) e um dispositivo de disco giratório (pela análise de velocidades de superfície entre 15 e 100 m / seg). A deslocação linear canhão de ar é um sistema movido a energia pneumática que é concebido para acelerar uma superfície de metal trilho montado em cima de um projéctil de madeira. Um cilindro pressurizado equipado com uma válvula de solenóide liberta rapidamente o ar pressurizado para dentro do cilindro, obrigando o projéctil para o cano do canhão. O projétil viaja abaixo de um bico de pulverização, o que colide com um jato de líquido sobre o seu metal superfície superior, e, em seguida, o projétil atinge um mecanismo de parada. A câmera registra o choque do jato, e um transdutor de pressão registra a contrapressão bico de pulverização. O disco giratório set-up consiste em um disco de aço que atinge velocidades de 500 a 3.000 rpm através de um motor de acionamento de freqüência variável (VFD). A si sistema de pulverizaçãomelhantes para que o canhão de ar gera um jacto de líquido que colide com o disco rotativo, e câmaras colocadas em vários pontos de acesso óptico gravar o impacto de jacto. As gravações de vídeo de processos de síndrome do impacto do jato são registrados e examinados para determinar se o resultado do choque é respingo, splatter, ou deposição. Os aparelhos são os primeiros que envolvem a alta velocidade de impacto de baixa Reynolds-número jatos líquidos em superfícies móveis de alta velocidade. Para além das suas aplicações na indústria ferroviária, a técnica descrita pode ser usada para fins técnicos e industriais, tais como a produção de aço e pode ser relevante para a impressão em 3D de alta-velocidade.
Introdução
Esta pesquisa tem como objetivo determinar estratégias para a aplicação de LFM (modificador de fricção Líquido) em forma de jato líquido sobre uma superfície móvel enquanto atingir altos graus de eficiência de transferência e os resultados de deposição uniformes. A concretização deste objectivo implica o desenvolvimento de uma compreensão abrangente dos fatores que afetam o choque do jato líquido em superfícies em movimento.
O projeto é motivado pela necessidade de melhorar a eficiência das técnicas de aplicação de lubrificantes usados no sector ferroviário. Como um meio de reduzir o consumo de combustível e custos de manutenção de loco....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Protocolo
1. Spinning Disk Device
- Identificar as condições de teste desejados e condições de ensaio registro em uma tabela (por exemplo, temperatura ambiente, propriedades do fluido, jet e superfície de velocidade, etc.).
- Preparação de Materiais
- Preparar soluções de água glicerina ou PEO-glicerina em água para os testes de síndrome do impacto.
- No caso dos testes de PEO-glicerina-água, dissolver gradualmente 4,5 g de pó de PEO (pesos moleculares da média de viscosidade de um milhão e quatro milhões) em 1495,5 g de água destilada, sob agitação magnética suave ao longo de um período de 24 horas. Evitar excessivamen....
- Preparar soluções de água glicerina ou PEO-glicerina em água para os testes de síndrome do impacto.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Resultados
Como discutido na seção introdutória, os três principais comportamentos associados com o choque do jato de líquido são deposição, splatter e respingo. Esses comportamentos jet impingement são observados usando dados de vídeo gravados por câmeras de cinema de alta velocidade posicionados em vários pontos ópticos. Exemplos de imagens fixas, obtidos a partir das gravações de vídeo, que representam as três resultados de jacto de líquido estão representados na Figura 3. A Figura 3A descreve a deposição.......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Discussão
O projéctil usado para o canhão de ar de configuração é composta por uma base de peso leve, de madeira. Embora os chips de materiais de madeira ligeiramente após numerosos ensaios, verificou-se a absorver a energia cinética de projécteis de forma mais eficaz compostas de materiais tais como plástico ou metal, que tendem a quebrar impacto sobre o mecanismo de paragem. As dimensões do projétil de madeira são projetados para corresponder de perto o interior barril de aço, restringindo assim o vazamento de ar. Uma "fol.......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
As Ciências Naturais e Council of Canada (NSERC) e LB Foster Rail Technologies, Corp. Pesquisa de Engenharia apoiado conjuntamente essa pesquisa por meio do programa NSERC Collaborative Research e Desenvolvimento Grant.
....Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Equipamento para configuração de canhão | |||
| de ar Tanque de ar de 30 galões | |||
| gatilho acionada por solenóide | de aço Parker Hannifin Corp. | ||
| Mangueira | |||
| Tubo de aço retangular Mecanismo | |||
| parada | Placas | ||
| Projétil | |||
| Luz | |||
| 1 kW | Análise Fotográfica Ltda. | ||
| Folha | |||
| Sensor óptico | BANNER | SM312LV | |
| Equipamento para motor de configuração de disco giratório | |||
| WEG | TEFC-W22 | ||
| Rolamentos | |||
| Disco | Personalizado | ||
| Fonte de luz de fibra óptica | Fibra óptica Tecnologia Incorporada | MO150AC | |
| Matriz de LED de alta intensidade | Torshare Ltd. | TF10CA | |
| Vacuum | Ridge Tool Company | WD09450 | |
| Interruptor | Personalizado | ||
| Equipamento Compartilhado para Ambos os Dispositivos | |||
| Câmera de cinema de alta velocidade Phantom v611 | Vision Research Inc. | V611 | |
| Phantom v12 câmera de cinema de alta velocidade | Vision Research Inc. | Lente V12 | |
| Zoom 7000 | Navitar Inc. | Zoom 7000 | |
| Lente Zoom 6000 | Navitar Inc. | Zoom 6000 | |
| Tanque de nitrogênio comprimido | Praxair Technology, Inc. | ||
| Regulador de pressão | Praxair Technology, Inc. | ||
| Mangueira para nitrogênio comprimido | Swagelok Company | SS-CT8SL8SL8-12 | |
| Mangueira para líquido | Swagelok Company | SS-7R8TA8TA8 | |
| Acumulador Acumuladores | , Inc. | ||
| Solenóide de Válvula Solenóide | Soluções Inc. | 2223X-A440-00 | |
| Transdutor de pressão | WIKA Instruments Ltd | # 50398083 | |
| Conjunto de bico | Glicerina | ||
| poli (óxido de etileno) |
Referências
- 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.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Reimpressões e permissões
