진공 조건에서 반발 계수의 측정을위한 실험 장치 개발

1Industrial Process Engineering, University of Technology of Compiègne, 2Institute for Particle Technology, Technische Universität Braunschweig
Published 3/29/2016
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Engineering

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Summary

반발 계수는 충돌시에 운동 에너지의 손실을 설명하는 매개 변수이다. 여기서, 진공 조건에서 자유 낙하 설치 높은 충격 속도와 마이크로 미터 범위의 입자 반발 파라미터의 계수를 결정할 수 있도록 개발되고있다.

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Drücker, S., Krautstrunk, I., Paulick, M., Saleh, K., Morgeneyer, M., Kwade, A. Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions. J. Vis. Exp. (109), e53299, doi:10.3791/53299 (2016).

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Abstract

이산 요소 방법을 설명하고 분석을 예측하고, 그 후에 프로세스의 단일 단계 또는 프로세스 전체에 대한 그들의 동작을 최적화하는 미립자 시스템의 시뮬레이션에 사용된다. 입자 - 입자 및 입자 벽과 접촉을 발생 시뮬레이션, 반발 계수의 값이 요구된다. 이는 실험적으로 결정될 수있다. 반발 계수는 충돌 속도 등 여러 파라미터에 의존한다. 특히 미립자의 충돌 속도는 공기 압력에 따라 대기압 하에서 높은 충격 속도에 도달 할 수 없다. 이를 위해 진공 상태에서 자유 낙하 테스트를위한 새로운 실험 장치가 개발되고있다. 반발 계수는 고속 카메라에 의해 검출 된 충격 반동 속도로 결정된다. 보기를 방해하지 않도록, 진공 용기는 유리로 제조된다. 또한 새로운 분리 장치는 진공 하에서 하나의 단일 입자를 떨어 뜨리지조건이 구성되어있다. 때문에 그에게, 입자의 모든 특성을 사전에 특징으로 할 수있다.

Introduction

분말 및 과립은 우리 주변 어디에나있다. 그없는 생활은 현대 사회에서 불가능하다. 그들은 곡물 또는 밀가루, 설탕, 커피, 코코아 등의 음식과 음료에 나타납니다. 그들은 레이저 프린터 토너 등 매일 사용하는 개체에 대해 필요합니다. 이 용융 새로운 형태를 부여하기 전에 플라스틱이 세분화 된 형태로 전송되기 때문에 또한 플라스틱 산업은 그들없이 상상할 수 없습니다. 값 에니스 외. (1) 40 % 이상이 화학 산업 (농업, 식품, 의약품, 미네랄, 탄)가 미국의 소비자 가격 인덱스에 추가 한 후 입자 기술에 접속된다. Nedderman이 심지어 제품 원재료의 75 % 이상 약 50 % (중량)은 화학 산업에서 과립 고체임을 밝혔다. 그는 또한 세분화 된 자료의 저장 및 운송에 관한 많은 문제가 발생할 수 있음을 선언했다. 이 중 하나는 수송 및 하역장 중에 있음이다NG 많은 충돌이 일어난다. 분석 기술하고 미립자 시스템의 동작을 예측하는 이산 요소법 (DEM) 시뮬레이션을 행할 수있다. 입자 계의 충돌 동작이 시뮬레이션의 지식이 필요하다. DEM 시뮬레이션에서이 문제를 설명하는 매개 변수는 실험에서 결정되어야 손해 배상 (COR)의 계수이다.

COR 처리는 Seifried 등에 의해 기술 된 바와 같이 충돌시에 운동 에너지의 손실을 특징 숫자이다. 3. 그들은이는 플라스틱 변형, 전파 및 점탄성 현상에 의해 발생 설명했다. 손튼과 닝 4는 또한 일부 에너지가 부착 인터페이스로 인해 작업에 의해 방출 될 수 있음을 언급했다. Antonyuk 등에 명시된 바와 같이 COR은 충돌 속도, 재료 행동, 입자의 크기, 형상, 거칠기, 수분 함량, 접착 성 및 온도에 따라 달라집니다. 5. completel에 대한접촉 파트너 사이의 상대 속도는 이전과 충돌 후에 동일하도록 Y 탄성 충격 흡수 에너지는 모두 충돌 후 리턴된다. 이 모든 초기 운동 에너지가 흡수되어 완벽하게 플라스틱에 미치는 영향 동안 전자 = 1의 COR에 이르게과 접촉 파트너 전자의 COR에 이르게 함께 스틱 = 0은 또한, 게걸 장이 등. (6)이 있다는 설명이 충돌의 유형. 한편, 또한 입자 간 접촉으로 알려진 두 분야 사이의 충돌이 존재한다. 한편, 구형 입자도 벽 접촉이라고 플레이트 사이의 충돌이 존재한다. 상기 COR에 대한 데이터 및 계수와 같은 다른 재료 특성과 마찰, 밀도, 포아송 비 및 전단 계수 DEM 시뮬레이션으로 Bharadwaj 등. (7)에 의해 설명 입자의 사후 충돌하는 속도와 방향을 결정하기 위해 수행 할 수 있습니다. 웃음으로WN에서 Antonyuk 외. (5), COR은 속도에 영향을 회복 속도의 비율로 계산 될 수있다.

따라서 자유 낙하 테스트 4 mm, 0.1 mm의 직경을 갖는 입자의 벽 연락처를 조사하기위한 실험 장치를 제작 하였다. 푸 등. (8)과 좀머 펠트 및 후버 9와 가속 실험에 비해 자유 낙하 실험의 이점은 회전이 제거 될 수 있다는 것이다. 따라서, COR 영향을 회전 및 병진 운동 에너지의 전달을 피할 수있다. 비구면 입자는 푀르 스터 등. 10 로렌스 등과 같이 표시 될 필요가있다. (11) 계정으로 회전을 할 수 있습니다. COR 처리가 충돌 속도에 따라 같이, 실험에 영향 속도는 실시간 전송 및 처리 과정의 것과 일치해야한다. 대기압 하에서 자유 낙하 실험에서, 충돌 속도는 한정항력으로 감소하는 입자 크기의 증가의 영향을 갖는. 이러한 단점을 극복하기 위해, 실험 장치는 진공 조건 하에서 작동한다. 두 번째 과제는 다음 예를 표면 거칠기 및 접착, 미리 COR에 영향을 미치는 모든 속성을 특성화 할 수 있기 때문에 하나의 단일 입자를 드롭하는 것입니다. 이 기술에 의해, COR은 입자의 특성에 따라 결정될 수있다. 이를 위해 새로운 분리 장치가 개발되었다. 또 다른 문제는 400 μm의 하부 직경을 갖는 분말의 접착력이다. 따라서, 건조하고 상온 환경 접착력을 극복하는 것이 필요하다.

실험 장치는 여러 부분으로 구성되어 있습니다. 기존의 실험 장치의 외관은 그림 1과 같다. 첫째, 유리로 만든되는 진공 챔버가있다. 이것은 하부 (실린더)로 구성되어, 상부 커버, 시일 링 및 슬리브가 연결하는부분. 하부는 진공 펌프 및 진공 게이지와 연결하기위한 두 개의 개구부를 갖는다. 상단 커버는 네 개의 구멍이있다. 이들 두 실험의 추가 개선을 위해 사용될 수있다 또한 두 후술하는 릴리스기구 스틱 필요하다. 이러한 모든 개구는 시일 링과 나사 캡 진공 조건에서 작동하는 폐쇄 할 수 있습니다.

또한, 새로운 릴리스 메커니즘은 문헌에 많은 실험과 진공 노즐의 이용 이후 개발되었다 (예를 들면, 푀르 스터 등. 10, 로렌스 등. 11외. 12외. 13) 진공 환경에서 불가능하다. 메커니즘은 플레이트에 의해 유지되는 원추형 드릴 구멍이있는 실린더 실에 의해 실현된다. 이것은 진공 챔버의 상부 커버의 밀봉 링 중 하나에 적합하고 variab의 조정을 보장 막대기에 접속되고자유 낙하 실험을 위해 제작 초기 높이입니다. 스케일은 높이를 측정하기위한 스틱에 그려집니다. 입자 챔버의 폐쇄는 다시 스틱에 연결된 피펫 원뿔형 선단에 의해 구현된다. 여기에 설명 된대로 새로운 릴리스 메커니즘은도 2에 보이고 작동 될 수 선단의 외주 챔버의 드릴 구멍의 가장자리에 접촉하도록 초기 상태에서는 피펫 팁 아래로 가압된다. 챔버는 입자가 구멍을 통해 실을 떠날를위한 공간이 없도록 피펫 팁으로 폐쇄된다. 입자를 분리하기 위해, 스틱에 연결된 끝 매우 느리게 함께 위쪽으로 당겨진다. 팁의 직경은 작아지고있다로서의 원주 드릴 구멍의 가장자리 사이의 간격은 입자가 챔버를 떠날 수있는 생긴다. 하나는 참 중 입자 수 '롤'등 새로 개발 된 분리 장치와 입자의 회전을 기대할 수 있지만BER, 다른 동작은 실험에 나타납니다. (3) 25 프레임의 단계에 영향 후 50 프레임 이전에 50 프레임에서 비구면 입자의 영향을 보여줍니다. 입자의 모양에서 더 회전에 미치는 영향 (1-3) 반면, 나중에는 분명히 회전 (4-5) 전에 볼 수 없습니다. 따라서 청구 비 회전 버전이 릴리스기구가 일어나고있다.

실험 장치의 또 다른 구성 요소는베이스 플레이트입니다. 실제로 다른 재료로 이루어진 바닥 판의 세 가지 종류가있다. 하나는, 스테인레스 스틸, 알루미늄 제 및 폴리 염화 비닐 제 (PVC)로 이루어진다. 이 바닥 판은 원자로 및 튜브 예를 들면 공정 공학에서 자주 사용되는 재료를 나타냅니다.

충격 및 회복 속도를 결정하기 만 FPS와 고속 카메라 528 X 396 픽셀의 해상도가 사용된다. 항상 존재하는 한이 구성 선택하나 충격에 가까운 영상과도 분해능은 여전히​​ 양호하다. 카메라들은 촬영 된 순간의 영상을 표시하는 스크린에 연결된다. 고속 카메라와 전용 화상의 제한된 양을 저장하고,이 양을 초과 할 때 비디오의 시작 부분을 덮어 수 있기 때문에 필요하다. 또한, 고속 카메라의 시야를 조명하기위한 강한 광원이 필요하다. 조명의 균일 성을 위해 기술 도면 용지 광 확산 진공 챔버의이면에 접착된다.

마지막 두 단계 로터리 베인 펌프는 0.1 밀리바의 진공 및 진공 게이지 측정 일정한 환경 조건을 보장하기 위해 진공을 설정하는 데 사용된다.

다른 입자 직경 (0.1-0.2, 0.2-0.3, 0.3-0.4, 0.700, 1.588, 2.381, 2.780, 3.680와 4.000 mm)로 여기에 제시된 작업 유리 구슬에 사용됩니다. 구슬은 소다 석회로 만들어진다유리와는 다소 매끄러운 표면을 가진 구형.

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Protocol

1. 입자 조 대한 실험 또는 700 μm의 같음

  1. 실험 장치의 제조
    1. 슬리브를 제거하고, 진공 챔버의 상부 커버를 들어 올려. 진공 챔버에서 원하는 벽 재료로 이루어진베이스 플레이트를 배치했다. 손에 의해주의 깊게 판에 밀어 진공 챔버 옆의 아래 부분을 돌립니다.
    2. 장소가 정확하게 입자의 하나는,베이스 플레이트의 중심에 핀셋으로 검사한다. 그 후베이스 플레이트가 시야 최저 분기되는 방식 삼각대 카메라의 높이를 조절하고, 입자에 초점을 맞춘다.
    3. 핀셋을 사용하여 입자를 제거합니다.
  2. 실험 절차
    1. 입자의 바람직한 충돌 속도에 도달하는 방식으로 입자 챔버의 높이를 조정한다. 높이의 지표로 유지 판에 부착 된 막대기에 스케일을 사용합니다. 와 입자 실을 닫습니다피펫의 외주 챔버의 드릴 구멍의 가장자리에 접촉하도록 아래로 밀어 피펫의 팁. 슬리브를 열고, 진공 챔버의 상부 커버를 들어 올려.
    2. 핀셋 입자 챔버 내에서 하나의 영역을 넣습니다. 구체 분석한다 입자의 종류에 따라 고체 또는 액체 - 충전 (Louge 외. (14)에서와 같이) 일 수있다. 그러나,이 작품 만 고체 입자를 조사하고 있습니다. 진공 챔버 (실린더)의 하부에 상부 커버와 상부 커버와 상기 슬리브와 상기 진공 챔버의 하부를 연결한다.
    3. 0.1 밀리바 (또는 다른 원하는 값)의 레벨에 도달 할 때까지 진공 펌프로 챔버를 대피시킨다. 진공 게이지의 압력을 측정합니다. 진공 챔버 측면의 밸브를 닫고 진공 펌프의 전원을 끄십시오. 진공 상태에서 작업 할 때 보안경을 착용 할 것.
    4. (포지 만 fps의 프레임 율을 적용하고, 카메라 설정을 조정이온 / 줌) 528 X 396 픽셀의 해상도를 얻을 수있다. 고속 카메라 촬영을 시작하고, 입자 해방 입자 챔버의 구멍을 연다. 동시에 당겨 인해 스틱 및 밀봉 링 사이의 높은 마찰 스틱 슬립 문제를 방지 할 수있는 피펫의 끝 부분에 부착 된 스틱을 켭니다.
    5. 사진의 제한된 양을 저장할 수 있으며,이 제한이 초과 될 때 첫 번째 사람이 덮어 쓰기 때문에 직접 영향 후 카메라의 녹화를 중지합니다. 화면에서 충격의 순간 주위에 영화를 잘라 메모리 카드에 저장합니다.
    6. 통계적으로 유의 한 결과를 획득하기 위해 상기 실험을 10 번 반복한다. 열 번 반복 한 후, 평균값이 더 이상 변화하지 않으면 그 결과를 통계 학적으로 유의하다 (이 샘플 또는 다른 입자 형상의 균질성에 따라 다른 물질에 대해 상이 할 수 있음).
  3. 평가 절차
    1. 알고와 소프트웨어를 보정입자 또는 픽셀의 거리 사이의 변환을 얻기 위해 단계 1.2.4에서 만들어진 동영상의 한 프레임을 이용하여 다른 물체의 N의 크기. 이 흐리게 아니므로 인해 입자의 운동에 수평 직경을 사용합니다.
      1. 수평 직경의 화소 수를 카운트하고 변환율 '픽셀 당 거리'를 얻는 화소 수로 알려진 거리를 나눈다. 보정 과정의 사진을도 4에 나타낸다.
    2. . 구의 열 프레임 전 및 충돌 속도를 계산에 영향을 미치기 전에 하나의 프레임의 상단에 운동 기준점을 설정 5 운동 개의 참조 점을 보여주고있다. 단계 1.3.1에서 변환 계수와 상기 이동 거리를 얻기 위해, 두 지점 사이의 화소 수를 사용한다. 충돌 속도를 획득하기 위해 통과 시간 (프레임 시간 스텝의 수의 제품)에 의해 간격을 나눈다.
    3. 의 기준점을 설정애프터 구 한 프레임의 상단과 충격 후 열 프레임 모션은 리바운드 속도를 계산합니다. 1.3.2 단계로 유사하게 반발 속도를 결정합니다.
    4. 충돌 속도에 반발 속도의 비율로 COR을 계산합니다.
    5. 모든 기록 드롭 테스트 동영상의 평가를위한 단계를 1.3.1-1.3.4 반복합니다.

2. 분말 미세한과 실험 또는 400 μm의 같음

  1. 실험 장치의 제조
    1. 슬리브를 제거하고, 진공 챔버의 상부 커버를 들어 올려. 진공 챔버에서 원하는 벽 재료로 이루어진베이스 플레이트를 배치했다. 손에 의해주의 깊게 판에 밀어 진공 챔버 옆의 아래 부분을 돌립니다.
    2. 핀셋과베이스 플레이트의 중심에 알려진 크기의 입자로 적절한 참조 객체를 배치합니다. 그 후는베이스 플레이트의 최소 분기되는 방식 삼각대 카메라 높이 조정시야와 목표물 초점.
    3. 그것은 다음의 실험과 동일 설정으로베이스 플레이트에 누워 목표물의 짧은 비디오를 기록한다.
    4. 핀셋을 사용하여 참조 개체를 제거합니다.
  2. 실험 절차
    1. 입자의 바람직한 충돌 속도에 도달하는 방식으로 입자 챔버의 높이를 조정한다. 높이의 지표로 유지 판에 부착 된 막대기에 스케일을 사용합니다. 피펫의 외주 챔버의 드릴 구멍의 가장자리에 접촉하도록 아래로 밀어 피펫의 팁 입자 챔버습니다. 슬리브를 열고, 진공 챔버의 상부 커버를 들어 올려.
    2. 입자 실에 50 ~ 100 구를 넣습니다. 입자 실에 분야를 안내하기 위해, 종이의 접힌 시트에 먼저 입금. 챔버로 입자를 슬라이드 홈으로 접힌 종이를 사용합니다. t에 상단 덮개를 놓습니다그 진공 챔버 (실린더)의 하부 및 상부 커버와 상기 슬리브와 상기 진공 챔버의 하부를 연결한다.
    3. 0.1 밀리바 (또는 다른 원하는 값)의 레벨에 도달 할 때까지 진공 펌프로 챔버를 대피시킨다. 진공 게이지의 압력을 측정합니다. 진공 챔버 측면의 밸브를 닫고 진공 펌프의 전원을 끄십시오. 진공 상태에서 작업 할 때 보안경을 착용 할 것.
    4. 10,000 FPS와 고속 카메라 528 X 396 픽셀의 해상도의 녹화를 시작하고, 입자를 해방 입자 챔버의 구멍을 연다. 동시에 당겨 인해 스틱 및 밀봉 링 사이의 높은 마찰 스틱 슬립 문제를 방지 할 수있는 피펫의 끝 부분에 부착 된 스틱을 켭니다. 모든 입자를 동시에 삭제할 것을 방지하기 위해 매우 느리게 당긴다.
    5. 첫 번째 입자의 충격 후 6 초 카메라 (5)의 기록을 정지 사진의 제한된 양을 저장할 수 있기 때문에 전나무이 제한이 초과 될 때 번째 사람은 덮어 씁니다. 입자의 적어도 10 명확 집중 영향이 표시되는 방식으로 화면에 동영상을 잘라 메모리 카드에 저장한다.
  3. 평가 절차
    1. 픽셀의 거리 사이의 변환을 얻기 위해 단계 2.1.3의 영상에서 목표물의 공지 된 크기를 갖는 소프트웨어를 보정한다. 목표물의 크기의 화소 수를 카운트하고 변환율 '픽셀 당 거리'를 얻는 화소 수로 알려진 거리를 나눈다.
    2. 충돌 속도를 계산에 영향을 미치기 전에 열 프레임 전의 영상 제 명확 중심 영역 위에 1 프레임 움직임의 원점을 설정한다. 단계 2.3.1에서 변환 계수와 함께 1.3.2 단계 유사 충돌 속도를 계산한다.
    3. 이후 제 명확 집중 구 한 프레임의 상부에 동작 기준점을 설정하고 십 프레임 선미ER 효과는 회복 속도를 산출한다. 2.3.2 단계로 유사하게 반발 속도를 계산합니다.
    4. 충돌 속도에 반발 속도의 비율로 COR을 계산합니다.
    5. 반복 다른 구 명확하게 초점을 맞춘 분야의 영향의 평가를 위해 2.3.2-2.3.3 단계를 반복합니다.

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Representative Results

100 μm의 4.0 mm의 직경을 갖는 분석 유리 입자 20 mm 두께의 스테인레스 스틸베이스 플레이트에 200mm의 초기 높이에서 떨어졌다.

도 6은 대기압과 진공 입자 크기에 따라 COR 대한 평균 값뿐만 아니라 최대 값과 최소값을 나타낸다. COR 처리의 평균값이 크거나 공기압 700 μm의 독립 동일 입자 0.9 = 약 E로 발견된다.

직경 입자 미만 400 μm의는 COR 전자의 값 = 진공 상태에서 0.9으로 거의 일정하게 유지됩니다. 대기압 하에서, COR 입자 직경의 감소에 따라 감소한다. 이 이유는, 입자의 앞쪽 공기 WH 자유 낙하 중에 압축 될 수 있음운동 에너지를 흡수, 충돌을 감쇠 쿠션의 종류와 그 낮은 COR 리드에 의한 무형 문화 유산 결과. 두 경우 모두에서 편차는 거친 입자보다 높다. 이에 대한 설명은 미세 입자는 동영상에 몇 픽셀의 크기를 한 것으로 수 있습니다. 따라서 흐린 사진의 픽셀의 선택에 의한 오류가 강렬하다.

대기압과 진공 입자 크기에 따라 충돌 속도에 대한 결과를도 7에 제시된다. 충돌 속도의 평균 값의 최대 및 최소값이 나타낸다. 충돌 속도의 평균값은 기압 이상 700 ㎛의 입자 독립적 대략 2 V = 1 밀리 초 -1로 평가된다. 예외가 충돌 속도는 진공 조건 하에서 상당히 낮은 700 ㎛의 입자 직경에 대해 표시대기압에서 조금이라도 더. 감소 입경 상압 하에서 감소 충돌 속도가 예상되었다. 그와 대조적으로, 충돌 속도는 진공 조건 하에서 동일하게 유지한다. 이 화소와 거리 사이의 변환을위한 700 μm의 보정의 직경을 가진 입자 것을 볼 수있는 평가 방법에 대해 자세히 살펴 갖는 거친 입자의 것과 다르다. mm 당 픽셀의 비율은 낮은 속도에서 발생하는 상당히 높다. 잘못된 교정 이유는 카메라 정확하게 미세한 입자의 형상을 인식 할 수없는 것일 수있다. 거칠어과 동일한 표준화 된 교정을 사용하여 충격 속도가 동일한 범위 인 약되어 있고, 아웃 라이어를 제거 할 수있는 입자를 포함한다.

400 μm의 충돌 속도 감소 열등 직경 용 분말대기압 하에서 현저하게 감소하는 입자 직경. 공기 마찰력과 중력, 또한 침강 속도의 평형은 이전보다 미세한 입자로 진행한다. 그와 대조적으로, 진공 조건 하에서 충돌 속도는 분말에 대해서도 거의 일정하다. 드래그 힘에 때문에 힘의 평형에 도달되지 않습니다 그 발생할 수 있습니다 공기가없는 경우는, 무한 가속 입자의 이론을 증명한다. 또한도 따라서 진공 상태의 필요성 미립자와 높은 충격 속도에 도달하는 새롭게 개발 된 분리 장치를 도시한다. 이 실험에서, 충격 속도의 단지 약간 감소 0.1 밀리바의 진공을 완전 진공하지 않은 도달했다는 사실에 의해 설명 될 수있는 인식이다. 0.113 mm의 평균 직경을 갖는 입자에 대한 더 높은 편차 때문에 BL의 화소의 선택에 오차의 영향이 발생할urred 그림은 낮은 속도에 대한 높은 수준이다.

그림 1
도 1 진공 챔버의 외부보기.이 도면은 측면에서 진공 용기를 나타낸다. 하나는, 진공 펌프 및 진공 게이지와 연결을위한 두 개의 개구부를 갖는 하부를 볼 수있다. 또한, 시일 링과 나사 캡 사 개구부 상단 커버를 볼 수 있습니다. 밀봉 링은 하부 및 상부 사이이다. 슬리브는이 그림에서 제거되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2
입자 챔버와 피펫의 팁 그림 2. 릴리스 메커니즘입니다.이 그림은 새로 거라고 설명진공 실험 eveloped 분리 장치. 우선, 원추형 드릴 구멍이 원통형 챔버를 유지 판을 알 수있다. 또한, 변수의 초기 높이의 조정과 피펫의 원추형 팁에 대한 연결을위한 두 개의 막대기가되게됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3
도 3은 비 회전 릴리스.이 도면에서 비구면 입자의 일련의 사진을 도시한다 (50) (1) 및 25 프레임 (2)에 영향을 미치기 전에뿐만 아니라 충격 (3)에서, 25 (4) 50 ℃에서 (5) 충돌 후 프레임. 충격에 입자까지의 동일한 형상은 비 회전 버전을 알 수있다. 하십시오 CLI이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 (CK).

그림 4
그림 4. 소프트웨어의 교정.이 그림은 기록 된 자유 낙하 실험의 비디오에서 입자를 보여줍니다. 빨간색 선은 입자의 크기를 나타내며, 변환 계수를 계산하는 데 필요한 픽셀 수를 포함한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 5
그림 5. 운동의 원점입니다.이 그림은 기록 된 자유 낙하 실험의 비디오에서 입자를 제공합니다. 두 개의 적색 십자가의 각 프레임에서의 영역의 상부에 동작의 2 개의 참조 점을 보여 상부 온충격 전에 열 프레임에서의 전자와 충돌하기 전에 하나의 프레임에서 낮은 하나. 두 점 사이의 거리가 입자의 충돌 속도를 계산하는 데 사용됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 6
COR 처리에 입경 공기압도 6 영향.이 그림은 입자의 크기에 따라 COR 대한 오차 막대와 평균값과 최대 값과 최소값을 나타낸다. 주황색 원은 진공 조건에서 실험 결과를 보여 반면 블루 다이아몬드는 대기압 하에서 실험 결과를 나타냅니다. 유리 입자는 200mm의 초기 높이에서 스테인레스 스틸베이스 플레이트에 적하 하였다. 각 데이터 포인트 10 repetiti의 평균 값을 나타낸다실험의 기능. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 7
충돌 속도에 대한 입자 크기 및 기압의 영향도 7.이 그림은 입자의 크기에 따라 충돌 속도에 대한 평균값을 나타낸다. 또한 에러 바아에 의해 도시 된 최대 값과 최소값이 제시된다. 충전 주황색 동그라미는 진공 조건에서 실험 결과를 표시하는 반면 가득 블루 다이아몬드는 대기압 하에서 실험 결과를 보여줍니다. 빈 다이아몬드와 빈 원 때문에 교정 문제의 특이점을 설명한다. 실험에 유리 입자가 200mm의 초기 높이에서 스테인레스 스틸베이스 플레이트에 적하 하였다. 각 데이터 포인트의 평균값을 나타낸다실험의 열 반복의. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 8
그림 8. 미래 실험 장치입니다.이 그림은 릴리스시 입자 챔버의 불안정성을 최소화하기 위해 미래의 실험 장치를 나타낸다. 부싱에 의해 안내 스틱뿐만 아니라, 두 개의 풀리를 통해 모터에 스틱의 연결을위한 와이어 자동 설정이 도시된다. 또한 프레임이 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
High-speed camera Olympus i-SPEED 3 Olympus High-speed camera to capture the particle impact
Screen Olympus i-SPEED CDU Olympus Screen to work with the high-speed camera
Light source Olympus ILP-2 Olympus Light source necessary for taking videos at high frame rates
Vacuum pump Alcatel Pascale 2005 D Alcatel Vacuum pump to generate the vacuum during the experiments
Vacuum gauge Alcatel CFA 212 Alcatel Vacuum gauge to measure the vacuum level
i-SPEED Software Suite (Control version) Olympus Software to evaluate the videos
Glass beads Sigmund Lindner GmbH SiLibeads Type P (0.700, 1.588, 2.381, 2.780, 3.680, 4.000 mm)
SiLibeads Type S (0.1-0.2, 0.2-0.3, 0.3-0.4 mm)
http://www.sigmund-lindner.com (see supplier's website for more information about the glass properties)
Safety goggles

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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