Описаны два экспериментальных устройства для исследования соударения струи жидкости с высокоскоростной движущейся поверхностью: устройство воздушной пушки и устройство вращающегося диска. Приборы используются для определения оптимальных подходов к нанесению жидкостного модификатора трения (ЖМЖ) на рельсовые пути для контроля трения в верхней части рельса.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Визуализация Высокоскоростной струи жидкости столкновение на движущейся поверхности
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Два аппараты для исследования жидкой струи покушение на высокой скорости движущейся поверхности описаны: воздух пушки устройство (для изучения скорости поверхности между 0 и 25 м / сек) и вращающийся диск устройства (для изучения скорости поверхности между 15 и 100 м / сек). Воздух пушки линейного перемещения является энергия питанием пневматическая система, которая предназначена для ускорения металла поверхности рельса, установленного на вершине деревянной снаряда. Под давлением баллона с электромагнитным клапаном быстро выпускает сжатый воздух в цилиндр, заставляя снаряд вниз ствол пушки. Снаряда проходит под распылительным соплом, которое падает струи жидкости на его верхней поверхности металла, а затем снаряд попадает в механизм останова. Камера записывает реактивный покушение, и датчик давления регистрирует противодавление форсунку. Вращающийся диск настройки состоит из стального диска, который достигает скорости 500 до 3000 оборотов в минуту с помощью частотно-регулируемого привода (VFD) двигателя. Система распыления сиMilar к тому, что из воздуха пушки генерирует струю жидкости, что посягает на вращающийся диск, и камеры, размещенные в нескольких точках оптического доступа записи реактивный покушение. Видеозаписи процессов струи с преградой записываются и исследован, чтобы определить является ли результат соударения всплеск, брызги, или осаждения. Аппараты сначала, что связаны с высокой скоростью соударения по недорогим числа Рейнольдса струи жидкости на высокой скорости движущихся поверхностей. В дополнение к его применения железнодорожной отрасли, описаны методика может быть использована для технических и промышленных целей, таких как выплавке стали и может иметь отношение к высокоскоростной 3D-печати.
Введение
Это исследование направлено на определение стратегии для применения LFM (жидкостного трения модификатор) в жидком виде струи на движущейся поверхности при достижении высоких степеней эффективности передачи и единых результатов осаждения. Достижение этой цели предполагает разработку полного понимания факторов, которые влияют на струю жидкости покушение на движущихся поверхностях.
Проект мотивируется необходимостью повышения эффективности методов нанесения смазки, используемых в железнодорожном секторе. В качестве средства снижения потребления топлива и локомотивов расходы на техническое обслуживание, тонкую пленку трения модификатором в на....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. вращающийся диск устройства
- Определить необходимые условия испытаний и условия записи теста в таблице (например, температура окружающей среды, свойства жидкости, водные и наземные скорость и т.д.).
- Подготовка материалов
- Подготовка глицерина с водой или ПЭО-глицерин-водные растворы для отбойных испытаний.
- В случае испытаний ПЭО-глицерин-вода, постепенно растворяется 4,5 г ПЭО порошка (вязкости средней молекулярной массой один миллион и четыре миллиона) в 1495,5 г дистиллированной воды при легком перемешивании магнитной мешалкой в течение периода 24 ч. Избегайте чрезмерно перемешивания ПЭО образца для предот....
- Подготовка глицерина с водой или ПЭО-глицерин-водные растворы для отбойных испытаний.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Как уже говорилось в вводной части, три основные модели поведения, связанные с жидкой струи соударения являются отложения, брызги и всплеск. Эти струи Покушение поведения наблюдаются с помощью видео файлы, записанные на высокоскоростных киношных камер, расположенных в различных оптических очков. Примеры неподвижных изображений, полученных из видеозаписей, на которых изображены три жидких результаты реактивные показаны на рисунке 3. Рисунок 3A изображает отложение струи жидкости, в которой струйных.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Снаряд для воздушной пушки настройке состоит из легкого, но деревянной основе. Хотя деревянных материалов чипов слабо после многочисленных испытаний, было обнаружено, чтобы поглотить кинетическую энергию более эффективно, чем снарядов, состоящих из материалов, таких как пластмассы или металла, которые имеют тенденцию разрушать при влияя на механизм останова. Размеры деревянного снаряда предназначены для точного поддержания межкомнатные стальные бочки, тем самым ограничивая утечку воздуха. 1/8 "толщиной резиновый ли.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы не имеют ничего раскрывать.
Благодарности
Естественных наук и инженерным исследованиям Совета Канады (NSERC) и LB Foster железнодорожных технологий, Corp. совместной поддержке этих исследований в рамках программы NSERC совместных исследований и разработок Грант.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Оборудование для установки пневматической пушки | |||
| 30-галлонный воздушный бак | Steel Fab | A10028 | |
| Электромагнитный привод тарельчатого клапана | Parker Hannifin Corp. | ||
| 1,5-дюймовый резиновый шланг | |||
| Прямоугольная стальная трубка | |||
| Стопорный механизм | Индивидуальный | ||
| Пластины из нержавеющей стали | Индивидуальный | ||
| деревянный снаряд | Индивидуальный | ||
| светильник накаливания высокой интенсивности мощностью 1 кВт | ООО «Фотоанализ Лтд.» | ||
| Лист | |||
| светорассеивателя Оптический датчик | BANNER | SM312LV | |
| Оборудование для установки вращающегося диска | |||
| Мотор | WEG | TEFC-W22 | |
| Подшипники | |||
| Диск Индивидуальный | |||
| волоконно-оптический источник света | Волоконная оптика Технология Инкорпорирована | MO150AC | |
| высокоинтенсивной светодиодной матрицей | Torshare Ltd. | TF10CA | |
| Vacuum | Ridge Tool Company | WD09450 | |
| Interrupter | Customized | ||
| Совместное оборудование для обоих устройств | |||
| высокоскоростная кинокамера Phantom v611 | Vision Research Inc. | V611 | |
| Phantom v12 высокоскоростная кинокамера | Vision Research Inc. | Объектив V12 | |
| Zoom 7000 | Navitar Inc. | Зум 7000 | |
| Зум 6000 объектив | Navitar Inc. | Zoom 6000 | |
| Praxair Technology, Inc. | |||
| Регулятор давления | Praxair Technology, Inc. | ||
| Шланг для сжатого азота | Swagelok Company | SS-CT8SL8SL8-12 | |
| Шланг для жидкостей | Swagelok Company | SS-7R8TA8TA8 | |
| Accumulator | Accumulators, Inc. | ||
| Электромагнитный клапан | Solenoid Solutions Inc. | 2223X-A440-00 | |
| Преобразователь давления | WIKA Instruments Ltd | #50398083 | |
| Сопло в сборе | Глицерин | ||
| поли(окись этилена) |
Ссылки
- 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.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Больше статей
