Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Moleküler hidrodinamik süreçlerinde yoğun gaz ve sıvı için Analog bir makroskopik yüntem

7.8K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/56632

⸱

4 Aralık 2017

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

Bu makalede

Özet

Moleküler hidrodinamik oluşum yoğun sıvılar içinde çalışmak için deneysel olarak erişilebilir bir analog yöntem sunulmaktadır. Teknik partikül imaj velosimetri sıkıştırılmış, yüksek-restitüsyon tahıl kazık kullanır ve doğrudan, makroskopik gözlem dinamik süreçlerin bilinen ve güçlü etkileşim, yüksek yoğunluk gaz ve sıvı var tahmin sağlar.

Özet

Moleküler ölçekli hidrodinamik süreçlerinde yoğun gaz ve sıvı çalışmak için bir analog, makroskopik yöntemi açıklanmıştır. Ölçmek için bir standart sıvı dinamik tanı, partikül imaj velosimetri (PIV), teknik geçerlidir: i) hızları bireysel parçacıkların (tahıl), kısa, tahıl-çakışmasıyla kaybolmamış zaman ölçekler, II) sistemleri hem kısa parçacıkların hızları çarpışma-zaman - ve uzun, sürekli akışı zaman ölçekleri III) yoğun moleküler sıvıları ve IV bulunduğunun bilinmesi toplu hidrodinamik modları) kısa ve uzun-zamanlı-ölçekli hızı otokorelasyon işlevler, parçacık ölçekli dinamiklerini anlamak için merkezi güçlü etkileşim, yoğun sıvı sistemleri. Temel sistem bir görüntüleme sistemi, ışık kaynağı, titreşim sensörleri, bilinen bir ortam ve PIV ve analiz yazılımı ile titreşim sistemi oluşmaktadır. Gerekli deneysel ölçümler ve zaman ölçeği moleküler hidrodinamik süreçleri çalışmaya analog tekniği kullanarak gerekli teorik araçlar bir taslağını vurgulanır. Önerilen tekniği fotonik nispeten kolay bir alternatif sağlar ve nötron saçılma yöntemleri geleneksel olarak moleküler hidrodinamik çalışmalarda kullanılan ışınla.

Giriş

Moleküler hidrodinamik dinamikleri ve bireysel moleküllerin istatistiksel mekanik ve koleksiyonları içinde sıvı moleküllerinin çalışmaları. Moleküler hidrodinamik sistemleri1,2, ışık saçılma1,2,3, moleküler dinamik simülasyon4eğitimi için geliştirilen birçok deneysel teknik arasında 5,6,7 ve daha az bir ölçüde, esnek olmayan nötron saçılma8 en yaygın olarak kullanılm....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

1. Sıkıştırma silkicileri sistem hazırlanması

  1. Titreşimli sistemi şekil 1' de gösterildiği gibi ayarlayın. Bu sistem nerede ikinci işlem titreşimler oluşturur bir tek hız için (1740 rpm), dengesiz motor, ekli (sahip bir dış çapı 600 mm), bir annüler poliüretan kase oluşur. Bu ağırlıklı bir baz ve sekiz yaylar (kase ve ağırlıklı taban tek parça monte satın alınan) bir grup tarafından ayrılmış. Kase derleme onun standına takın ve iki sağlanan kauçuk kanca ile güvenli. Peristaltik pompa bir tablo yakınındaki kase yerleştirin ve yağlama giriş noktası bovling oynamaya pompa çıkış hortumu takın.
    1. Triaksial bi....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Temsilcisi sonuçlarını sunan, biz sürekli-zaman-ölçek işlemleri bu gözlenen ve tahmini olarak zaman-ölçekler üzerinde bakın figure-results-1 bu kadar karakteristik tahıl çarpışma zaman ölçeği göre çoğu figure-results-2 figure-results-3 ve parçacık-zaman-ölçek işler bu gözlenen ve zaman-ölçekler üzerinde tahmin

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Sıkıştırılmış tahıl yığınları makroskopik analogları moleküler hidrodinamik işlemleri soruşturma için kullanmak için bir deneyci gerekir, bir yandan, öğrenmek ve dört temel ölçü birimlerinin kullanın ve diğer taraftan, denge birkaç temel unsurları master ve denge istatistiksel mekanik. İlk deneysel ölçümler odaklanarak, bu içerir: i) bireysel tahıl dinamiği tek-parçacık hızı otokorelasyon işlevi, zaman ortalama/uzun-zamanlı-ölçekli yüzey tahıl hız ölçümü II) ölçümü ile ölçülmesi alanları, III) ölçüm tahıl medya etkili vi.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar ifşa gerek yok.

Teşekkürler

Bu eser Office deniz araştırma tarafından (ONR N00014-15-1-0020) [Tkacik ve Keanini] desteklenen ve Kuzey Carolina Üniversitesi Charlotte'un Motorsporları Araştırma Lab. medya Rosler tarafından bağışlanan parlatma, gerçekleştirilen.

....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Titreşimli Parlatma KabıRaytechAV-75
Akış ÖlçerPeristaltik Pompalar913 Mity Flex
ScalePelouze4040
Üç Eksenli İvmeölçerPCB PiezotronikPCB 356B11Sensörlü İvmeölçer Sinyal Düzenleyici
Veri Toplama BilgisayarıIBMThinkpadile Kullanılan hız kamerası
Yüksek Hızlı KameraRedlakeMotionxtra HG-XR
Zoom LensTamronModel A1818-250mm F / 3.5-6.3 & nbsp;
Yüksek Yoğunluklu IşıkARRIEB 400/575 D
Bilgi İşlem BilgisayarıDellDell Precision Tower 7910
PIV Yazılımı Dantec DynamicsDynamic Studio 2013sürüm 3.41.38
Veri Toplama DonanımıNational InstrumentsSCXISCXI-1000 SCXI 1100 Kartı ve SCXI 1303 Adaptör
Veri Toplama YazılımıNational InstrumentsLabVIEW 2012
Veri İşleme YazılımıMATHWORKSMATLAB
Parlatma OrtamıRoslerRSG 10/10SKullanılan çoklu ortam türleri (karışık, küresel, üçgen)
Parlatma ÇözeltisiRoslerFC KFL (%3)Su ile %3 sabun çözeltisi
Çizgili Ölçekİsviçre Hassas Aletleri13-911-3
Dereceli SilindirGlobal Scientific 601082
ile Şasi

Kaynaklar

  1. Berne, B. J., Pecora, R. Dynamic Light Scattering. , John Wiley and Sons Ltd. (1976).
  2. Boon, J. P., Yip, S. Molecular Hydrodynamics. , McGraw-Hill. (1980).
  3. Brown, J. C., Pusey, P. N., Goodwin, J. W., Ottewill, R. H. Light scattering study of dynamic and time-averaged correlations in dispersions of charged ....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Daha fazla makale keşfet

Parçacık Görüntü VelocimetresiTitreşimli Tane SistemiMoleküler HidrodinamikHız OtokorelasyonuMaxwell-Boltzmann DağılımıAkustik Modlarİstatistiksel MekanikYüksek Hızlı KameraPeristaltik PompaÜç Eksenli İvmeölçer