Visualmente, com base em caracterização do movimento de partículas incipiente em substratos Regular: de Laminar para turbulentas condições

Summary

São apresentados dois métodos diferentes para caracterizar o movimento de partículas incipiente de uma única pérola como uma função da geometria de cama de sedimentos de laminar para fluxo turbulento.

Abstract

Dois diferentes métodos experimentais para a determinação do limiar do movimento de partículas em função das Propriedades geométricas da cama de laminar para fluxo turbulento condições são apresentados. Para esse efeito, o incipiente movimento de uma única conta é estudado em substratos regulares que consistem em uma monocamada de esferas fixas de tamanho uniforme regularmente organizados em simetrias triangulares e quadráticas. O limiar é caracterizado pelo crítico número escudos. O critério para o início do movimento é definido como o deslocamento da posição original de equilíbrio para o vizinho. O deslocamento e o modo de movimento são identificados com um sistema de imagem. O fluxo laminar é induzido usando um rheometer rotacional com uma configuração de disco paralelo. O número de Reynolds de cisalhamento permanece inferior a 1. O fluxo turbulento é induzido em um túnel de vento de baixa velocidade com seção de teste do jato aberto. A velocidade do ar é regulada com um variador de frequência no ventilador ventilador. O perfil de velocidade é medido com uma sonda de fio quente conectada a um anemômetro de filme quente. O número de Reynolds de cisalhamento variam entre 40 e 150. A lei de velocidade logarítmica e a lei de parede modificado apresentado por Rotta são usados para inferir a velocidade de cisalhamento a partir dos dados experimentais. O último é de especial interesse quando o grânulo móvel fica parcialmente exposto ao fluxo turbulento no regime transitório hidraulicamente fluxo so-called. A tensão de cisalhamento é estimado no início do movimento. Alguns resultados ilustrativos, mostrando o forte impacto do ângulo de repouso e a exposição do cordão para cortar o fluxo de são representados em ambos os regimes.

Introduction

Movimento de partícula incipiente é encontrado em uma ampla gama de processos industriais e naturais. Ambientais são exemplos o processo inicial de sedimento transporte no rio e oceanos, erosão de cama ou formação de dunas, entre outros, ^1,2,3. Pneumático, transportando⁴, remoção de poluentes ou limpeza de superfícies^5,6 são aplicações industriais típicas, envolvendo o início do movimento da partícula.

Devido à ampla variedade de aplicações, o início do movimento da ....

Protocol

1. partícula incipiente movimento no limite de fluxo rastejando.

Nota: As medições são realizadas em um rheometer rotacional que tenha sido modificado para esta aplicação específica.

1. Preparando o Rheometer.
   1. Conecte a alimentação de ar para o rheometer para evitar danificar os rolamentos de ar. Abra a válvula além dos filtros de ar, até que seja alcançada uma pressão de aproximadamente 5 bares no sistema.
   2. Conecte o circulador fluido para a placa de medição. Verifique se as mangueiras do elemento Peltier são conectadas para o rheometer. Ligue o circulador fluido e regular a temperatura desejada ....

Results

Figura 1 (a) representa um esboço da montagem experimental utilizada para caracterizar o número crítico de escudos no limite de fluxo rastejando, secção 1 do protocolo. As medições são realizadas em um rheometer rotacional que foi modificado para esta aplicação específica. Uma placa de acrílico transparente de 70 mm de diâmetro foi cuidadosamente fixada a uma placa paralela de 25 mm de diâmetro. Portanto, a inércia do sistema de medição foi r.......

Discussion

Apresentamos dois métodos experimentais diferentes para caracterizar o movimento de partículas incipiente como uma função da geometria da cama do sedimento. Para o efeito, usamos uma monocamada de esferas regularmente organizadas de acordo com uma simetria triangular ou quadrática, de modo que o parâmetro geométrico simplifica para uma geometria única. O limite de fluxo rastejando, descrevemos o método experimental usando um rotâmetro rotacional para induzir o fluxo de cisalhamento laminar como em anteriores estudos

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
MCR 302 Reômetro rotacional	Anton Paar	Indução de fluxo
Placa de medição PP25	Anton Paar	Indução de fluxo
Sistema Peltier P-PTD 200	Anton Paar	Manter a temperatura dos óleos de silício constante no sistema em fluxo
Óleos de silicone com viscosidades de aprox. 10 e 100 mPas	Basildon Chemicals	Fluido usado para induzir o cisalhamento nas partículas
Contas de vidro soda-cal de (405,9 ± 8,7) μ m	The Technical Glass Company	Construção dos substratos regulares para condições
Opto Zoom 70 Módulo 0,3x-2,2x	WEISS IMAGING AND SOLUTIONS GmbH	Sistema de imagem para registrar o movimento do cordão no reômetro
2 x TV-Tube 1,0x, D=35 mm, L=146,5 mm	WEISS IMAGING AND SOLUTIONS GmbH	Sistema de imagem para registrar o movimento do cordão no reômetro
UI-1220SE CMOS Camera	IDS Imaging Development Systems GmbH	Sistema de imagem para registrar o movimento do cordão no reômetro
UI-3590CP Câmera CMOS	IDS Imaging Development Systems GmbH	Sistema de imagem para registrar o movimento do cordão no reômetro
Volpi IntraLED 3 - Fonte de luz LED	Volpi USA	Sistema de imagem para registrar o movimento do cordão no reômetro
Diâmetro do guia de luz ativo 5mm	Volpi USA	Sistema de imagem para registrar o movimento do cordão no reômetro
Lâmpada de arco de xenônio de 300 Watts	Newport Corporation	Sistema de imagem para registrar o movimento do cordão no reômetro
Túnel de vento com seção de teste de jato aberto, Gö Tipo de Ttingen	Tintschl BioEnergie und Strö mungstechnik AG	Indução de fluxo
turbulento Esferas de vidro de (2,00 ± 0,10) mm	Gloches Coreia do Sul	Construção de substratos regulares para condições
Esferas de alumina de (5,00 ± 0,25) mm	Gloches Coreia do Sul	Cordão direcionado para experimentos
CTA Anemômetro DISA 55M01	Disa Elektronik A/S	Medição da velocidade do fluxo no túnel
Sonda de fio Miniaure Tipo 55P15	Dantec Dynamics	Medição da velocidade do fluxo no túnel
HMO2022 Osciloscópio digital, 2 canais analógicos, 200MHz	Rohde & Schwarz	Medição da velocidade do fluxo no túnel
Phantom Miro eX1 High-speed Camera	Vision Research IncVis	Imaging system para gravar o movimento do cordão no túnel
Lente macro Canon ef 180mm f/3.5 l usm	de imagem Canon	para gravar o movimento do cordão no túnel
Lâmpada LED de mesa	Gloches Coreia do Sul	Sistema de imagem para registrar o movimento do cordão no túnel