Bir blöf gövdesinden geçen akışın görselleştirilmesi

1. Sürekli bir kabarcık tabakası oluşturmak için:

1. Ekipmanı Şekil 3'de gösterilen elektrik şemasına göre ayarlayın.
2. Pozitif elektrodu, test bölümünün akış aşağı ucundaki suya sabitleyin (referans için bkz. Şekil 4).
3. Akış çalışma nesnesine ulaşmadan önce kabarcıkları akışa bırakmak için negatif elektrodu yukarı akışa ve ilgili noktanın yakınına sabitleyin (referans için bkz. Şekil 4). Su, iki elektrot arasındaki devreyi tamamlar.
4. Akış tesisini açın
5. Frekans kontrol cihazının kadranını 2 konumuna getirin. Bu, yaklaşık 9x10^-4 m³/s.
bir akış hızı oluşturacaktır.
6. DC güç kaynağını açın ve voltajı yaklaşık 25 V'a yükseltin, akım kendini 190 mA civarında ayarlayacaktır.
7. Sinyal üretecindeki dalga formunu Kare Dalga olarak ayarlayın (sembol: ). Bu, katı hal rölesini (devreyi kapatarak) yüksek konumunda etkinleştiren ve düşük konumda açan 0 V - 5 V kare sinyal üretir
8. Bu özel durum için, kare dalganın frekansı önemli değildir. Sadece sıfırdan farklı olması gerekiyor.
9. Sinyal üretecindeki DC ofsetini (+5 V) en üst düzeye çıkarın. Bu ayar ile devre her zaman kapalıdır ve sistem sürekli olarak kabarcıklar üretir.

Şekil 3. Bağlantı şeması.

Şekil 4. Test bölümü. Akış soldan sağa doğru gider. Negatif elektrot, akışla birlikte süpürülen bir hidrojen kabarcıkları tabakası oluşturur. Pozitif elektrot, bozulmalarını önlemek için test bölümünün aşağı akış ucuna yerleştirilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

2. Zaman çizelgeleri oluşturmak için:

1. Akış tesisini açın
2. Frekans kontrol cihazının kadranını 2 konumuna getirin. Bu, yaklaşık 9x10^-4 m³/s.
3. DC güç kaynağını açın ve voltajı yaklaşık 25 V'a yükseltin, akım kendini 190 mA civarında ayarlayacaktır.
4. Sinyal üretecindeki dalga formunu Kare Dalga olarak ayarlayın (sembol: ). Bu, katı hal rölesini yüksek konumunda etkinleştiren (devreyi kapatan) ve düşük konumda devre dışı bırakan (devreyi açan) 0 V - 5 V kare sinyal üretir
5. Sinyal üretecindeki DC ofsetini +1 V'a ayarlayın.
6. Sinyal üretecindeki kare dalganın frekansını 10 Hz'e ayarlayın.
7. Doğru frekansı korurken zaman çizelgeleri arasındaki boşluğu artırmak için kare dalganın simetrisini biraz negatif (-2) olarak ayarlayın.

3. Von Kármàn girdap sokaklarını incelemek için akış çizgilerini kullanmak:

1. Bir kumpas kullanarak çubuğun çapını ölçün. Bu ölçüm için SI birimlerini kullanın (m).
2. Negatif elektrotun akış aşağısında silindirik bir çubuk sabitleyin.
3. Yüksek yoğunluklu deşarj lambasının ışığını hidrojen kabarcıkları tabakasına yansıtın. Görüntüleme sisteminin aşırı doygunluğunu önlemek için ışığın görüş hattının hemen arkasında olmadığından emin olun
4. Görselleştirme sistemini çubukla hizalayın; kamera önünde sadece dairesel uç görünecek şekilde.
5. Birim zamandaki girdap atma döngülerini saymak için referans olarak kullanmak üzere görselleştirme penceresine ve çubuğun aşağı akışına bir işaret ekleyin.

4. Dairesel bir silindirden geçen akış için veri analizi:

1. Makine birimlerinden gerçek uzay birimlerine dönüşüm faktörünün belirlenmesi:
   1. Çubuğun kabarcık tabakası üzerine oluşturduğu gölgenin genişliğini ölçün (referans için bkz. şekil 2(A)). Mesafe ile bozulmayı önlemek için bu ölçümü doğrudan çubukta yapın. Bu, çubuğun makine birimlerindeki çapıdır, (formata bağlı olarak noktalar veya pikseller)
   2. Makine birimlerinden gerçek dünya birimlerine dönüştürme faktörünü belirlemek için aşağıdaki denklemi kullanın:
      
2. Akış hızının belirlenmesi:
   1. Blöf gövdesinin yukarısında bozulmamış zaman çizelgelerinden oluşan bir grup seçin.
   2. İlk ve son zaman çizelgesi arasındaki mesafeyi makine birimleri, (noktalar veya pikseller) cinsinden ölçün.
   3. Gruptaki zaman çizelgelerinin sayısını sayın, .
   4. Sinyal üreteci tarafından üretilen kare dalga sinyalinin frekansını not edin.
   5. Aşağıdaki denklemden yaklaşan akış hızını belirleyin:
      
3. Reynolds sayısının belirlenmesi:
   1. Çalışma sıvısının kinematik viskozitesini bulun (örn. su m²/s).
   2. Denklem (1)'i kullanarak Reynolds sayısını hesaplayın. Bunun için, adım 3.1'de ölçülen çubuğun çapı (), denklem (5) ile belirlenen yaklaşma hızı () ve adım 4.3.1
   'de belirlenen kinematik viskozite dikkate alındığında
4. Strouhal sayısının belirlenmesi: çubuğun ardından gelen girdaplar, serbest akıştaki zaman çizelgelerinden farklı bir hızda hareket ediyor. Bu nedenle, girdap dökülme sıklığının bağımsız olarak tahmin edilmesi gerekir.
   1. Çubuğun aşağı akışında sabit bir referans tanımlayın. Bu referans, tünelin dışına iliştirilmiş ince bir ip veya akış sürecinin bir videosuna eklenen dijital bir hat olabilir.
   2. Belirli bir süre boyunca referansı geçen girdap atma döngülerinin sayısını sayın. Bir girdap atma döngüsü Şekil 2(A)'da gösterilmiştir.
   3. Aşağıdaki denklemden dökülme sıklığını hesaplayın:
      
   4. Strouhal sayısını hesaplamak için denklem (2)'deki denklem (5) ve (6)'dan elde edilen sonuçları kullanın.