Name: Katkıları için damlacık darbe dinamikleri ince akan sıvı filmler üzerinde dalgaların çalışmaya film denetimi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 8 s
Description: Öğrenin, akışkan sıvı filmlerinde damlacık darbe dinamiklerine dalgaların katkılarını incelemek için yüksek hızlı görüntüleme ve hassas akış kontrolü kullanarak kısa zaman ölçekli olayları detaylı analiz etme yöntemini.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu eser petrol Teknoloji Geliştirme Fonu (PTDF, Nijerya) ve mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi, Birleşik Krallık, programı hibe MEMPHIS (hibe EP/K003976/1 numaralı) aracılığıyla tarafından sponsor oldu. Yazarlar ayrıca Dr. Zhizhao Che ile verimli tartışmalar için teşekkür ederiz.

1. deneysel teçhizat Kur
Not: Bkz. Şekil 1.
<ol><li>
Düşen film birimi
	<ol>
<li>Substrat (cam) yüzey temiz, yumuşak bir bezle temizlemeye başlar. Hiç kir yok sıvı özelliklerini değiştirmek onun yüzeye yapıştırılır emin olun.</li>
		<li>Cam alt katman pivot için istediğiniz eğim açısını ayarla. Bir eğim açısı β, 15˚, bu çalışmada kullanılmıştır.</li>
		<li>Elektrikli pompa geçiş yapmak ve daha fazla cam yüzey temizlemek için film yüzeyindeki normal bir sıvı akışını sağlamak. Bu iş için test sıvı deiyonize su oldu.</li>
		<li>Belgili tanımlık substrate tüm yüzey ıslak olduğundan emin olun.</li>
		<li>Akış ölçer kullanarak film debi ölçer. Bu iş için akış hızı 1.667 10-3 x ve 10 x 10-3 m3/s ile ilgili film Reynolds sayısı, yeniden ρq =arasında çeşitli / 55.5 ve 333 arasında değişenwµ,. w düşen film, 0,30 m genişliğidir.</li>
		<li>Yavaş yavaş vanaları cam alt katman üzerinde istenen akış hızı elde etmek için akış bağlantı ayarlayın.</li>
		<li>Film giriş, mikrometre adıma film giriş veya bir geri tepme Hava dağıtım odasına bir hidrolik atlama önlemek için seçilen akış hızı, karşılık gelen yaptığı çalışmalarda ünlü film kalınlığı değerleri kümesi ayarlamak.</li>
		<li>El ile dağıtım odasında film yüzeyinde akıntı yönünde tek tip bir akış almak için tüm hava sifon.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Film kontrol ünitesi
	<ol>
<li>İşlev üreteci solenoid vana veri alma kartı (DAC) ile bir sigara bağlantıIı röle üzerinden bağlı olduğundan emin olun.</li>
		<li>Solenoid vana ve işlev üreteci geçiş yapar.</li>
		<li>İşlev üreteci için istenen zorlanıyor frekansı ayarla. Bu çalışmada, 2 ve 3 Hz frekansları kullanılmıştır.</li>
		<li>İstenen dalga sinyali (sinüs dalga, testere dişi dalga, kare dalga, vb) seçin. Bu çalışmada, bir sinüs dalga sinyali kullanılmıştır. Şekil 2A ve 2B'yi kontrolsüz bir film ve kontrollü bir film arasındaki karşıtlığı göster.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Damlacık üretimi sistemi
	<ol>
<li>Temiz plastik bir boru su dolu bir şırınga iliştirin.</li>
		<li>Şırınga damlacık Jeneratör'e yerleştirin.</li>
		<li>Bir şırınga iğne (bağlı olarak istenilen damlacık çapı) seçilen boyutta plastik boru diğer ucunu yapıştırmayın. Okudu damlacık çapı aralığı 0.0023-0.0044 m arasında yapıldı.</li>
		<li>Film yüzey üstünde belgili tanımlık damla sonbahar yüksekliğini ayarlayın. Bu çalışmada, bırak 's düşme yüksekliği, 0.005 0,45 0.30 ± 0,02 - 2.96 ± arasında etkisi hız vermek için çeşitli 0,06 m/s.</li>
		<li>Benzer şekilde, film giriş--dan belgili tanımlık damla streamwise etkisi noktasını belirlemek. Bu Bu eser 0.3 m dalgaların etkisi önce iyi biçimlendirilmiş olduğundan emin olmak için kurulmuştur.</li>
		<li>İstenen debi şırınga pompa için ayarlayın.</li>
		<li>Bir damlacık üretimi frekans dalga boyu film yüzeyinde oluşan dalgalar daha büyük ulaşmak için akış hızı ayarlamak; damla gittikçe kontrollü film farklı bölgelerinde vurmak emin olmak için. Şekil 2Cgörmek; tekil bir dalga formu her bölge19,20altında akışı profilde farklılıkları göstermek için Şekil 2B bir genişleme ile.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Yüksek hızlı görüntüleme kurulumu
	<ol>
<li>Kamera bir tripod stand (veya herhangi bir diğer uygun düzenleme) yerleştirin.</li>
		<li>İstenen odak uzaklığı ile makro lens seçin ve bu fotoğraf makinesine bağlayın.</li>
		<li>Yüksek hızlı kamera geçin ve film yüzeyine doğrudan odak sağlamak. 7˚ ve 12˚ yatay ve dikey sapmaları sırasıyla film yüzeye kameraya hizalayın. Bu sırasıyla 67,5 µm/piksel ve streamwise ve spanwise yönde 46.6 µm/piksel çözünürlüğe sonuçlanan çarpma işlemi mükemmel yan görünümü görüntüsünü verir.</li>
		<li>Damlacık etkisi tam olarak spot yerleştirilen bir kalibrasyon öğesini kullanarak odak kamera objektifi (adlı en büyük diyafram) ayarlayın.</li>
		<li>Keskin odak alındıktan sonra yalnızca küçük bir miktar ışık fotoğraf makinesine girdiği emin olmak için diyafram azaltmak.</li>
		<li>İstenilen çerçeve hızı, çözünürlük ve yüksek hızlı fotoğraf makinesinin çekim hızı ayarlayın. 5000 fps, 800 x 600 çözünürlük, kare hızı diyafram boyutu 1/16 ve 1 µs obtüratör hızını Bu çalışmada kullanılmıştır.</li>
		<li>Işık difüzör ışık kaynağı önünde ışık düzgün görüntüleme bölgede yayılmış emin olmak için Şekil 1 ciçinde gösterildiği gibi yerleştirin.</li>
		<li>Üniforma ışık görüntüleme alanı üzerinde yayılan onaylamak için ışık kaynağının gücüyle.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Kalibrasyon
Not: Bkz. Şekil 3.
<ol><li>Bir cetvel film akışı yönde (pek yer etkisi üzerinde) koyun ve anlık görüntülerini film yüzeyinde ölçülen puan elde etmek.</li>
	<li>Tekrar 2.1 ama spanwise yönde cetvel ile.</li>
	<li>Yukarıda film yüzeyindeki uzamsal çözünürlük elde etmek için kullanın.</li>
</ol>3. video kaydı ve veri toplama
<ol><li>Film akışı alete kurulduktan sonra şırınga pompa başlangıç ve film yüzeyindeki damlama damla etkisini gözlemlemek.</li>
	<li>İşlev üreteci başlatın ve üretim film yüzeyindeki spatiotemporally düzenli dalgaların gözlemlemek.</li>
	<li>Birbirini izleyen damla kontrollü film yüzeyinin farklı bölgeleri etkileyen vardır emin olun.</li>
	<li>Çerçeve numarası ve bütün bunları sonrası harekete geçirilmesine karşılık gözlemlemek yeterince etkisi yakalamak için video uzunluğu yaklaşık yarısı.</li>
	<li>Işık kaynağı ve tetikleyici bir etkisi oluşur bir kez görüntü yakalama gücüyle.</li>
	<li>Görüntü yakalama sıvı film ısınmayı önlemek tamamlandıktan sonra ışık kaynağı kapatma.</li>
	<li>Görsel olarak bilgisayar ekranında elde edilen anlık görüntü analiz. Etkisi bir düz film, kapiller dalga, meydana geldi denetleyin veya kambur bölgeler el salla.</li>
	<li>Etki işlemi gösteren bölümüne video aşağı trim ve çerçeve aralığı bir video/resim biçiminde kaydedin.</li>
	<li>3.5-3.8 ve kayıt bireysel etkiyi tüm bölgelerinde viz. yalnız kambur, kapiller dalgalar ve düz film film yüzeyindeki yineleyin.</li>
</ol>4. görüntü sonrası işleme ve analiz
<ol><li>Görüş alanı içinde bir cetvel yerleştirin ve uzaysal çözünürlüğü kaç piksel 1 cm kalibrasyon görüntü kullanarak genelinde uyacak şekilde sayarak hesaplamak, görüntü boyutu ölçüm için bir ölçek faktörü elde edilir.</li>
	<li>Yüksek hızlı görüntülerden farklı etkisi bölgeler üzerindeki etkisi işleminin sonuçları karşılaştırın. Önemli farkları görmek için kontrol edin.</li>
	<li>Bir uygun MATLAB görüntü işleme yordamı kullanarak ölçmek ürünün etkisi sürecinin özellikleri özellikleri: sıçramasına modunda yani ölçmek taç yüksekliği, çap, et kalınlığı, açı, taç bakan yönü, sayı ve boyutu yatır Dağıtım çkarlyor ikincil damlacıkları.</li>
	<li>Düşük-Weber etkileri için 4.3 olarak benzer kantitatif analizleri taşımak. Kont uydu çimdik-off zaman zaman çerçeveli imge--dan damla ve tepe uzunluk ve çimdik-off ikincil damla önce kısmi birleştirme oluşan sütun genişliğini ölçmek. Çkarlyor ikincil damla boyutunu ölçmek. Art arda sıralı tekrarlanan bir tutam-off süreç içinde saymak.</li>
	<li>Her bölgedeki tüm nitel farklılıkları gözlemlemek.</li>
</ol>

<ol><li>Yarin, A. L. <a target="_blank" href="https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.fluid.38.050304.092144">Drop impact dynamics: Splashing, spreading, receding, bouncing….</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 38, 159-192 (2006).</li>
<li>Rein, M. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1016/0169-5983(93)90106-K/meta">Phenomena of liquid drop impact on solid and liquid surfaces.</a> Fluid Dynamics Research. 12 (2), 61-93 (1993).</li>
<li>Liang, G., Mudawar, I. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931016304136">Review of mass and momentum interactions during drop impact on a liquid film.</a> International Journal of Heat and Mass Transfer. 101, 577-599 (2016).</li>
<li>Dam, D. B., Le Clerc, C. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.1773551">Experimental study of the impact of an ink-jet printed droplet on a solid substrate.</a> Physics of Fluids. 16 (9), 3403-3414 (2004).</li>
<li>Worthington, A. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWorthington%2C+AM+%22A+study+of+splashes%22">A study of splashes</a>. , Longmans, Green, and Company. (1908).</li>
<li>Edgerton, H. E., Killian, J. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aEdgerton%2C+HE+%22Flash%21+Seeing+the+unseen+by+ultra-high-speed+photography%22">Flash! Seeing the unseen by ultra-high-speed photography</a>. , CT Branford Co. (1954).</li>
<li>Josserand, C., Thoroddsen, S. T. <a target="_blank" href="https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-fluid-122414-034401">Drop impact on a solid surface.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 48, 365-391 (2016).</li>
<li>Kolinski, J. M., Mahadevan, L., Rubinstein, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lift-off+instability+during+the+impact+of+a+drop+on+a+solid+surface%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Lift-off instability during the impact of a drop on a solid surface.</a> Physical Review Letters. 112 (13), 134501(2014).</li>
<li>Hobbs, P. V., Osheroff, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Splashing+of+drops+on+shallow+liquids%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Splashing of drops on shallow liquids.</a> Science. 158 (3805), 1184-1186 (1967).</li>
<li>Adomeit, P., Renz, U. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301932299000798">Hydrodynamics of three-dimensional waves in laminar falling films.</a> International Journal of Multiphase Flow. 26 (7), 1183-1208 (2000).</li>
<li>Blanchette, F., Bigioni, T. P. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-fluid-mechanics/article/dynamics-of-drop-coalescence-at-fluid-interfaces/B66DFE98A0DC1B74FB892E614A503B39">Dynamics of drop coalescence at fluid interfaces.</a> Journal of Fluid Mechanics. 620, 333-352 (2009).</li>
<li>Wang, A. B., Chen, C. C. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1287511">Splashing impact of a single drop onto very thin liquid films.</a> Physics of Fluids. 12 (9), 2155-2158 (2000).</li>
<li>Che, Z., Deygas, A., Matar, O. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+droplets+on+inclined+flowing+liquid+films%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+E%22%5BJournal%5D)">Impact of droplets on inclined flowing liquid films.</a> Physical Review E. 92 (2), 023032(2015).</li>
<li>Craster, R. V., Matar, O. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+and+stability+of+thin+liquid+films%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+of+Modern+Physics%22%5BJournal%5D)">Dynamics and stability of thin liquid films.</a> Reviews of Modern Physics. 81 (3), 1131(2009).</li>
<li>Adebayo, I. T., Matar, O. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Droplet+impact+on+flowing+liquid+films+with+inlet+forcing%3A+the+splashing+regime%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Droplet impact on flowing liquid films with inlet forcing: the splashing regime.</a> Soft Matter. 13 (41), 7473-7485 (2017).</li>
<li>Chang, H. H., Demekhin, E. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aChang%2C+HH+%22Complex+wave+dynamics+on+thin+films%22">Complex wave dynamics on thin films</a>. 14, Elsevier. (2002).</li>
<li>Liu, J., Gollub, J. P. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.868232">Solitary wave dynamics of film flows.</a> Physics of Fluids. 6 (5), 1702-1712 (1994).</li>
<li>Benjamin, T. B. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/services/aop-cambridge-core/content/view/S0022112057000373">Wave formation in laminar flow down an inclined plane.</a> Journal of Fluid Mechanics. 2 (6), 554-573 (1957).</li>
<li>Kalliadasis, S., Ruyer-Quil, C., Scheid, B., Velarde, M. G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKalliadasis%2C+S+%22Falling+liquid+films%22">Falling liquid films</a>. 176, Springer Science & Business Media. (2011).</li>
<li>Adebayo, I., Xie, Z., Che, Z., Matar, O. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Doubly+excited+pulse+waves+on+thin+liquid+films+flowing+down+an+inclined+plane%3A+An+experimental+and+numerical+study%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+E%22%5BJournal%5D)">Doubly excited pulse waves on thin liquid films flowing down an inclined plane: An experimental and numerical study.</a> Physical Review E. 96 (1), 013118(2017).</li>
<li>Turitsyn, K. S., Lai, L., Zhang, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Asymmetric+Disconnection+of+an+Underwater+Air+Bubble%3A+Persistent+Neck+Vibrations+Evolve+into+a+smooth+Contact%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Asymmetric Disconnection of an Underwater Air Bubble: Persistent Neck Vibrations Evolve into a smooth Contact.</a> Physical Review Letters. 103, 124501(2009).</li>
<li>Miskin, M. Z., Jaeger, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Droplet+Formation+and+Scaling+in+Dense+Suspensions%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Droplet Formation and Scaling in Dense Suspensions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 109, 4389-4394 (2012).</li>
<li>Paulsen, J. D., Burton, J. C., Nagel, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Viscous+to+Inertial+Crossover+in+Liquid+Drop+Coalescence%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Viscous to Inertial Crossover in Liquid Drop Coalescence.</a> Physical Review Letters. 103, 114501(2011).</li>
<li>Royer, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Birth+and+growth+of+a+granular+jet%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+E%22%5BJournal%5D)">Birth and growth of a granular jet.</a> Physical Review E. 78, 011305(2008).</li>
</ol>

Yazarlar bildirmek için bir şey yok.

Bu bölümde, biz birkaç ipucu nitel sonuçlar Protokolü elde edilen sağlamak için gerekli sağlar. İlk olarak, hangi sıvı film akışı tamamen kir-sıvı film özelliklerini sağlamak için free tutulmalıdır cam alt katman kusursuz tutulur. Bu (muhtemelen uygun bir deterjan kullanarak ve sisteme dağılmasına önlemek için bir tepsi üzerinde sonunu) düzenli temizlik tarafından ulaşılabilir. Benzer şekilde, doğru sonuçlar sağlamak için deneysel bir tur sonra tüm test-sıvı yerine düzenli olmalıdır.
İkinci olarak, sıvı-dağıtım odası iyi dövülmüş olmalı ve aynı zamanda hava-outflowing sıvı film düzgün olduğundan emin olmak için sıkı tuttu. Bu el ile dağıtım kutusu her deneme önce havamız Sifonlama tarafından yapılabilir. Mikrometre-adımları film giriş kullanımı ayrıca ilgili Reynolds sayısı adlı film akışı yaptığı çalışmalarda ünlü tahmininin tarafından tahmin tam film kalınlığı film koya boşluğu yüksekliği ayarlamak için tavsiye edilir. Bu-ecek önlemek bir hidrolik sıçrama veya giriş, geri tepme.
Solenoid vana işleyişi de her zaman kontrol ve düzgün tespit. Uygun bir nabız akışının zorla dalgalar üretimini sağlamak için gerekli olmasıdır. Bu düzenli klik sesi solenoid vana olarak algılanan bir nabız bağlantı boruları boyunca üzerinden iade edilmesi. Enjektör pompa içine sıvı akış hızı da dikkatle damlacıkları düşmeden önce ön ivmelerini kaçınarak bir damlama şekilde kayıtlık emin olmak için ayarlanması gerekir.
Çok doğru sonuçlar elde etmek için yüksek hızlı kamera uygun kalibrasyon sağlanmış olur gerekir. Diyafram boyutu da alan derinliği, çekim hızı ve genel görüntü parlaklığını gibi parametreleri dikkate dikkatle seçilmelidir. Kameranın video kayıt sırasında tetikleme, kullanıcılar da kaç kare uyarının harekete geçirilmesine karşılık önce kaydedilmesi gereken tahmin etmek zorundadırlar. Bu kişilerle damla etkisi süreye bağlı olarak değişebilir, bu nedenle, birkaç deneme testleri uygulamak için önce gerçek ölçümleri tavsiye edilir. Benzer şekilde, ışık kaynağı düzgün bir şekilde düzenlenmiş ve görüntünün gölgelerde en aza indirmek için iyi dağınık olması gerekir.
Unutmayın ve bu nedenle düzenli dalga yapıları oluşumu temel fizik doğru bir çalışma için önemlidir çalışmanın ana odak düşen damlalar, etkisi dinamikleri için dalgaların katkıları olduğunu hatırlamak önemlidir. Nerede dalga yapıları hızla geçiş için üç boyutlu yapılar gözlenir senaryolarda, bu substrat eğim açısı dalga yapıları daha yavaş bir geçişi kolaylaştırmak için azaltılmış14,19 yaşına tavsiye edilir .
Teknik bir sınırlama bir ölçüm cihazı gerçek anlık film kalınlığı etkisi her bölge üzerinde belirtme yokluğu görülmektedir. Bu ek ayrıntılar üzerinde genel gözlenen olayları sağlayabilirdi.
Özet olarak, bu raporda özetlenen yordamı açıklanan yüksek hızlı görüntüleme sistemi ile hızlı dynamics sıvı damla ayrılık21, gibi birçok araştırma alanlarına uygulanan iken basit dalga evrim dinamikleri, eğitim için de kullanılabilir 22/coalescence23, taneli jetleri24, vb nerede önemli olayları mikro bir zaman ölçeği gözlenir.

Damlacık darbe doğada çok yaygın bir olgudur ve herhangi bir meraklı gözlemci1dikkat çekiyor. Sprey soğutma, yangın söndürme, mürekkep püskürtmeli baskı, sprey-kaplama, birikimi lehim diken üstünde baskı devre kartları, içten yanmalı motor tasarımı da dahil olmak üzere çok sayıda uygulamaları nedeniyle bir etkin araştırma alanı teşkil eder, Yüzey Temizleme ve hücre-baskı2. Uygulama ayrıca tarım için Yağmurlama Sulama ve3,4püskürtme kırpma Örneğin, uzanır. Öncü çalışma tarihi19 yy, önemli gelişmeler sadece yüksek hızlı görüntüleme6ortaya çıkması nedeniyle son zamanlarda yapılmış iken Worthington5, iş ile . O zamandan beri çeşitli çalışmalar yapıldığını; katı madde7,8, sığ,9 ve derin sıvı havuzları10,11 ince filmleri12,13' e kadar etkisi yüzeylerin farklı türleri'ni kullanma.
Ancak, araştırma (Yani, sığ ve derin havuzları ve durgun filmler) sıvı yüzeylerde damlacık etkisi büyük miktarda rağmen çok ilgi olarak akan ince sıvı filmler üzerinde etkisi almamıştır. Buna ek olarak, şimdiye kadar çalışmalar damlacık darbe dynamics için dalgaların kayma yapıları katkılarıyla ihmal ettim.
Bu rapor halinde akan filmleri kimin dynamics giriş-zorlayarak sıvı akış oranı etkilenmiştir damlacık darbe süreci araştırmak için ayrıntılı deneysel yönerge sunar; Aşağıda, onları 'kontrol' filmleri bakın. Özellikle film denetimi konusunda önemli bir adım olmuştur gibi bunlar (soğutmaÖrneğin, kuleleri, damıtma sütunlarda ve ayrıca anüler akış rejimi iki aşamalı akışlarında gözlemlenen) çok fazlı sektörlerde sayısız uygulama var bulmak ısı ve kütle transferi birçok işlem sanayi14yoğunlaştırılması. Baktılar okuyucu bizim önceki çalışma15 araştırma aramaktaki bu sonuçları hakkında daha fazla bilgi için denir.
Frekans salınımlarını film yüzeyinde düzenli dalgaların oluşumunda giriş akış hızı sonuçlarının bu uygulama. Yaygın olarak ayrılmış dar doruklarına tarafından esas karakterizedir ve front-running kapiller dalgalar16,17,18bir dizi tarafından öncesinde yalnız dalga ailesinin odaklanmak. Biz üç ana bölümden yalnız dalga yapısı ile ilişkili etkileri sonucu çalışma: 'düz film', 'dalga kambur' ve front-running 'kapiller dalga' bölgeleri. Ayrıca bu kontrolsüz akan filmleri ile ilişkili ile bu sonuçlar kontrast. Dalga görünüm kontrolsüz filmde Stokastik niteliği belirgin damla etkisi, sonucu kontrollü film Ayrıca biz yeni mekanizmalar gösteren ayrı bölgeleriyle etkiler bizim sonuçları göstermek her ikisi de niteliksel ayrıntılı ve nicelik.
Önceki kağıt15, aynı yordam kullanılarak film denetimi damlacık darbe dynamics sıçramasına rejim üzerinde etkisini okudu. Elde edilen sonuçlar çkarlyor ikincil damlacıkları numarası ve boyut dağılımı yanı sıra taç morfoloji (yükseklik, çap, et kalınlığı, tilt açı ve yön) nicel ve nitel farklılıkları gösterdi.
Bu raporda, biz bu kayma yapılar damlacık darbe dynamics ve aynı zamanda bizim bulgular sadece sıçramasına rejim aynı zamanda damlacık diğer sonuçlar için mevcut az ve öz ayrıntılarını oynadığı kritik rolü anlamak için tasarlanmış kurulum tarif etkisi (sıçrayan, kayma, kısmi/toplam birleştirmesırasıyla ). Aşağıda açıklanan standart iletişim kuralı takip ederek, film denetimi damlacık darbe dinamikleri üzerinde etkisini bir tekrarlanabilir biçimde okudu.

<table><tbody><tr><td>Fonksiyon üreteci</td><td>GW INSTEK</td><td>AFG 2005 Serisi, Dijital. Geo0852266</td><td>Farklı frekanslarda (0,1 Hz - 5 MHz) sinüs, kareden testere dişi dalgasına kadar çeşitli türde dalga sinyalleri üretir.</td></tr><tr><td>Şırınga pompası</td><td>Braintree Scientific Inc.</td><td>Bs-8000 /225540</td><td></td></tr><tr><td>Solenoid valf</td><td>SMC-VXD</td><td>2142A. 0AE-5001</td><td>Seri pilot kumandalı iki portlu</td></tr><tr><td>Röle</td><td>Takamisara</td><td>A5W-K. 154424C-03L</td><td></td></tr><tr><td>Elektrikli pompa</td><td>Clarke SP</td><td>SPE1200SS 1</td><td></td></tr><tr><td>Akış ölçer</td><td>RS Bileşen</td><td>CYNERGY3 UF25B 14011600040110</td><td>Ölçüm aralığı: 0,2-25 L/dak</td></tr><tr><td>Mikrometre adımı</td><td>RS Bileşeni Mikrometre Kafası</td><td></td><td>0,01 mm/0 -13 mm</td></tr><tr><td>Yüksek hızlı kamera</td><td>Olympus</td><td>I-SPEED 3.</td><td>Saniyede 100.000 kareye kadar kayıt yapabilme.</td></tr><tr><td>Işık kaynağı</td><td>TLC Elektrik malzemeleri</td><td>IP54 -siyah</td><td>Çift kapalı halojen projektör. Güç 500 W.</td></tr><tr><td>Işık dağıtıcı</td><td>OptiGraphix</td><td>DFPMET</td><td>250 &mu; m kalınlık</td></tr><tr><td>Cam alt tabaka</td><td>Enstrüman Camları Ltd</td><td>Soda Kireç Float Cam; 570 mm x 300 mm x 4 mm</td><td>Düzlük toleransı 0.02 / 0.04.</td></tr><tr><td>Makro lensler</td><td>(a) Nikon (b) Sigma</td><td>(a) AF-Micro-Nikkor 60 mm f/2.8 D (b) 105 mm f/2.8 Macro-Ex</td><td></td></tr><tr><td>Test-sıvı</td><td>Imperial College Analitik Laboratuvarı'ndan alınan deiyonize su.</td><td>Standart çözüm (AnalaR)</td><td></td></tr></tbody></table>

katkıları için damlacık darbe dinamikleri ince akan sıvı filmler üzerinde dalgaların çalışmaya film denetimi

Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films

Damlacık darbe doğada çok yaygın bir olgudur ve estetik hayranlık ve geniş kapsamlı uygulamalar nedeniyle dikkat çekiyor. Bu son zamanlarda açılan etkisi dinamikleri üzerinde önemli bir etkisi olduğu gösterilmiştir iken akan sıvı filmleri üzerine önceki çalışmalar dalgalarının etkisi sonucu mekansal yapılar katkılarıyla ihmal var.. Bu raporda, akan bir sıvı film spatiotemporally düzenli dalga yapıları üretim için damla etkisi dinamikleri üzerinde önde gelen periyodik giriş zorlamadan etkisini araştırmak için adım adım bir yordam anahat. İşlev üreteci bir solenoid vana ile bağlantılı olarak üniforma ölçekli damlacıkları etkisi dinamikleri yüksek hızlı bir kamera ile yakalanır ise bu spatiotemporally normal dalga yapıları film yüzeyindeki heyecanlandırmak için kullanılır. Üç ayrı bölgeye daha sonra çalıştı; sırasıyla en büyük dalga tepe, düz film bölge ve dalga kambur bölge önceki kapiller dalga bölge. Film Reynolds, gibi önemli boyutsuz miktarları etkileri bırakın Weber ve film akış hızı, damla hız ve damla büyüklüğüne göre parametreli Ohnesorge numaraları da incelenir. Bizim sonuçlar şimdiye kadar keşfedilmemiş dynamics film her iki düşük ve yüksek atalet damla için akan filmin giriş zorlamaktan bu uygulama tarafından getirilen ilginç gösterir.

Damlacık darbe dinamikleri üzerinde akan sıvı filmler dalgaları katkılarıyla eğitim için bir protokol sunulmuştur.

Katkıları için damlacık darbe dinamikleri ince akan sıvı filmler üzerinde dalgaların çalışmaya film denetimi

Droplet impact is a very common phenomenon in nature and attracts attention due to its aesthetic fascination and wide-ranging applications. Previous ...

Bu yöntem, akan sıvı filmler, ince filmler, damlacık etkisi alanlarındaki temel soruları yanıtlamamıza yardımcı olabilir. Dalgaların evrim dinamiklerine dalıyoruz. Damlacıkların birleşmesiyle parçalanırlar ve ayrıca mandalları da içine alırlar. Dolayısıyla bu tekniğin ana avantajları, kısa zaman ölçeği olaylarını çok kapsamlı bir şekilde incelememiz için bir yol sağlamasıdır. Prosedüre başlamak için, düz cam alt tabakayı yumuşak bir bezle temizleyin, böylece tüm kir ve partikül maddeler alt tabakanın yüzeyinden çıkarılır. Alt tabakanın pivotunu istenen eğim açısına ayarlayın. Rezervuarı deiyonize su gibi test sıvısıyla doldurun. Sıvı pompasını çalıştırın ve sıvının tüm alt tabaka yüzeyi boyunca normal şekilde aktığını onaylayın. Debimetredeki akış hızı okumasını kontrol edin ve istenen akış hızını elde etmek için doğrudan akış valfini kademeli olarak ayarlayın. Ardından, film girişinde hidrolik bir sıçramayı veya dağıtım odasına kötü bir hava akışını önlemek için, film kafasındaki boşluk yüksekliğini akış hızı için kesin ağızlı film kalınlığı değerine ayarlamak için dağıtım odasının bıçak ucunu ayarlayın. Tüm alt tabaka boyunca normal, homojen bir sıvı akışı sağlamak için havayı dağıtım odasından manuel olarak sifonlayın. Ardından, fonksiyon üretecinin, kilitlemesiz bir röle aracılığıyla sıvı akış yolundaki solenoid valfe bağlı olduğunu onaylayın. Ardından, fonksiyon üretecini ve solenoid valfi açın. Fonksiyon üretecini istenen zorlama frekansına ve dalga biçimine ayarlayın. Ardından, bir şırıngayı deiyonize su gibi istenen test sıvısıyla doldurun. Temiz plastik boruyu şırıngaya bağlayın ve şırıngayı damlacık üreteci tertibatına monte edin. İstenilen çaptaki iğneyi kağıt bant kullanarak plastik borunun diğer ucuna bağlayın. Boruyu ve şırıngayı düzeneğe monte edin. İstenen düşme yüksekliğini ve film girişinden akış halinde çarpma noktası mesafesini elde etmek için iğne konumunu ayarlayın. Şırınga pompasını çalıştırın ve akış hızını, tespit edilebilir herhangi bir ön hızlanma olmadan iğneden filme su damlacıkları damlayacak şekilde ayarlayın. Filmin yüzeyindeki dalgaların dalga boyuna uyan bir damlacık üretim frekansı elde etmek için akış hızını ayarlamaya devam edin, bu da damlacıkların filmin farklı bölgelerine düşmesini sağlar. Işık difüzörlerini ışık kaynaklarının önüne yerleştirin ve ışığı açın. Görüntüleme alanının eşit şekilde aydınlatıldığını onaylayın ve ardından ışığı kapatın. Ardından, fonksiyon üretecini ve damlacık üretecini kapatın. Bir tripoda yüksek hızlı bir kamera monte edin. Kamerayı istenen odak uzaklığına sahip bir makrolens ile takın ve kamerayı açın. Kamerayı 7 ile film yüzeyine odaklayın

film-control-to-study-contributions-waves-to-droplet-impact-dynamics

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu videoda ilk bir yüzey akustik dalga (SAW) akustik ters akışlı cihazın imalat ve operasyon prosedürleri açıklar. Daha sonra SAW pompa cihaz içinde nitel akış görselleştirme ve karmaşık akış kantitatif analiz her ikisi için izin veren bir deney düzeneği göstermektedir.

Yüzey-akustik dalga odaklı Akustik-ters akışlı Mikroakiskan Fabrikasyon, İşletme ve Akış Görselleştirme

Farklı fiziksel parametrelerin çok kısa bir süre (bir milisaniyeden daha az onda biri) üzerinde dinamiklerini etkileyebilecek beri non-Newtonian akışkanların Bırak etkisi karmaşık bir süreçtir. Bir hızlı görüntüleme tekniği farklı non-Newtonian akışkanların etkisi davranışlarını karakterize etmek amacıyla tanıtıldı.

Non-Newtonian Akışkanlar Bırak Etkisi Dynamics Eğitim Hızlı Görüntüleme Tekniği

Sahada ıslatma cihazlarının (Field-DW) imalatı ve çalıştırılması için protokolün yanı sıra, elektrik alanlarının damlacık içerikleri üzerindeki etkilerinin ön çalışmaları açıklanmaktadır.

Azaltılmış Damlacık-yüzey etkileşiminden yararlanarak Dijital Mikroakiskan içinde Bioanalytes ulaşımı optimize etmek

Yüksek hızlı hareket eden bir yüzey üzerinde sıvı jet çarpmasını incelemek için iki deneysel cihaz tanımlanmıştır: bir hava topu cihazı ve bir dönen disk cihazı. Aparatlar, ray üstü sürtünme kontrolü için ray raylarına sıvı sürtünme değiştiricinin (LFM) uygulanmasına yönelik en uygun yaklaşımları belirlemek için kullanılır.

Bir Hareketli Yüzeyde Yüksek Hızlı Sıvı Jet birikiminin Görselleştirme

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.

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

Yeni başlayan parçacık hareket tek bir boncuk tortu yatak geometriye Laminer türbülanslı akış için bir fonksiyonu olarak karakterize için iki farklı yöntem sunulmaktadır.

Görsel olarak bağlı normal yüzeylerde yeni başlayan parçacık çekimde karakterizasyonu: çalkantılı koşullarına Laminer üzerinden

Burada açıklanan teknik parçacık kinematik ve türbülans akar düşük parçacık konsantrasyonları ile eşzamanlı olarak ölçmek için düşük maliyetli ve nispeten basit bir yöntem sunar. Türbülans partikül imaj velosimetri (PIV) ölçülür ve parçacık kinematik bir örtüşen alan bakış açısı yüksek hızlı kamera ile elde edilen görüntüler üzerinden hesaplanır.

Eş zamanlı ölçüm türbülans ve akış görüntüleme teknikleri kullanarak parçacık kinematik

Bu iletişim kuralı ile düşen küreler su giriş deneyler için temel deneysel yapılandırma gösterir. Sıvı yüzeyi geçirgen kumaşlar ile değiştirilmesi, kimyasal olarak ıslatma küreler hazırlanması için yöntemleri ve sıçrama görselleştirme ve veri ayıklama için adımları ele alınmıştır.

Düşen küreler değişmiş sıvı ve Impactor yüzey koşulları ile derin sıvı bir havuzu üzerinde etkileri

Protokol, havada bulunan damlacıklar ve süper hidrofobik substratlar arasındaki etkileşimi araştırmayı amaçlamaktadır. Bu, ölçüm sistemini kalibre etmek ve farklı ızgara fraksiyonları ile süper hidrofobik substratlar etkileşim gücünü ölçmek içerir.

Optik kol metodu ile bir damlacık ile süper hidrofobik substrat arasındaki etkileşim gücünü ölçme

Bu protokol, sıvı düşmesi etkilerinin deneysel yüksek hızlı görüntülerinin verimli bir şekilde toplanmasını ve bu verilerin toplu olarak hızlı bir şekilde analiz edilmesini sağlar. Bu işlemleri kolaylaştırmak için yöntem, aygıtınasıl kalibre edip kuracağı, uygun bir veri yapısı oluşturacağı ve bir görüntü çözümleme komut dosyası dağıtacağı açıklanır.

Sıvı Damlacık Etkilerinin Yüksek Elde LiAnalizi

Lityum niyobat üzerindeki plaka elektrotlarının doğru akım püskürtmesi ile piezoelektrik kalınlık modu transdüserlerinin imalatı anlatılmaktadır. Ayrıca transdüser tutucu ve sıvı besleme sistemi ile güvenilir bir çalışma sağlanır ve epitendans analizi, lazer doppler vibrometri, yüksek hızlı görüntüleme ve lazer saçılma kullanılarak damlacık boyutu dağılımı ile karakterizasyon gösterilmiştir.

Atomizasyon ve Acoustofluidics için Kalınlık Modu Piezoelektrik Cihazların İmalatı ve Karakterizasyonu

Öğrenin, akışkan sıvı filmlerinde damlacık darbe dinamiklerine dalgaların katkılarını incelemek için yüksek hızlı görüntüleme ve hassas akış kontrolü kullanarak kısa zaman ölçekli olayları detaylı analiz etme yöntemini.

Katkıları için damlacık darbe dinamikleri ince akan sıvı filmler üzerinde dalgaların çalışmaya film denetimi

Daha fazla video keşfet