Original forschung von Revealer | Unterstützt von Agile Device
Zusammenfassung: PIV-Kamera leistung in der Sprüh fluss analyze
Diese technische Fallstudie zeigt, wie die Revealer NEO25 PIV-Kamera Hoch geschwindigkeit sprüh flüsse mithilfe der PIV-Technologie (Particle Image Velocimetry) erfolgreich misst. Die hoch empfindliche Kamera erfasst Tröpfchen mit 25.000 fps und ermöglicht eine detaillierte Analyse von Sprüh geschwindigkeit feldern, Turbulenz eigenschaften und Tröpfchen dynamik selbst bei Laser beleuchtung mit geringer Leistung.
Sprüh systeme spielen eine wichtige Rolle bei der industriellen Kühlung, beim Brandschutz und bei der Kontrolle chemischer Reaktionen. Die innere Geometrie der Düse-einschl ießlich Kontraktion winkel und Auslass durchmesser-wirkt sich direkt ausTröpfchen größen verteilung,Sprüh geschwindigkeit, UndAbdeckung gleichförmigkeit.
Teilchen bild Velocimetrie (PIV) Ist zu einem Eckpfeiler für die nicht intrusive Vollfeld geschwindigkeit messung in der Fluiddynamik geworden. Traditionell jedochHoch geschwindigkeit kamerasOft kämpfen, um zu erfassenSich schnell bewegende TröpfchenIn Sprüh feldern aufgrund begrenzter Empfindlichkeit und zeitlicher Auflösung. Die Herausforderung verschärft sich unter starker Lichts treuung, bei der Tröpfchen unter einem Millimeter eine außer gewöhnlich hohe Signal-Rausch-Bildgebung erfordern und Laser mit geringem Strom verbrauch eine unzureichende Beleuchtung bieten.
Um diese Einschränkungen zu überwinden, verwendeten die Forscher eineHoch empfindlicher Hoch geschwindigkeit kamera (Revealer NEO25)Von Agile Gerät, Gepaart mit einem lLow-Power-DauerlaserUndRevealer Rflow4-Software für Partikel bildgebung (PIV). Diese Konfiguration erreichte eine qualitativ hochwertige Visual isierung und quantitative Analyse von Sprüh fluss feldern zu wirtschaft lichen Kosten.
2.1 Experimentelle Bedingungen
Sprüh medium: Wasser basierte Tröpfchen, 100-200 μm Durchmesser bereich
Einspritz geschwindigkeit: Ungefähr 20 mt/s
Zielaufbau: Simulierte Eindüsen-Sprüh vorrichtung
2.2 Ausrüstung konfiguration
Bildgebung system:Hoch empfindlicher Hoch geschwindigkeit kamera NEO25(1280 × 1024 @ 25.000 fps)
Laser quelle: 532 nm kontinuierlicher Laser, 10 W Leistung
Software:Revealer Rflow4 Partikel bild Velocimetrie (PIV)Paket
2.3 Experimentelles Verfahren
Ich. DiePIV-SystemGenau ausgerichtet und kalibriert war. DieHoch geschwindigkeit kamera NEO25Ausgestattet mit einer 50mm f/1,4-Primlinse wurde senkrecht zur Laser bleche bene ausgerichtet, um eine genaue Abbildung geometrie zu gewährleisten.
II. Die Erfassungs bildrate wurde auf 10.000 fps festgelegt, was eine effektive Partikel verschiebung verfolgung innerhalb von 100 μs Rahmen intervallen für Kreuz korrelation algorithmen ermöglicht.
III. Die Belichtung szeit betrug 20 μs, kürzer als das Rahmen intervall, um die Tröpfchen bewegung einzufrieren und Streifen zu verhindern. Die überlegene Empfindlichkeit des NEO25 kompensierte eine verringerte Belichtung, wodurch die Bild helligkeit und-klarheit erhalten blieb.
IV. Aufgenommene PIV-Bilds equenzen wurden durch Multi-Pass-Vektor analyze (von 64 × 64 bis 32 × 32 Pixel) verarbeitet, um momentane Geschwindigkeit felder zu berechnen. Ausreißer vektoren wurden über Median filterung korrigiert.
V. Aus dem Ensemble augenblick licher Felder wurden zeit gemittelte Geschwindigkeit karten erstellt, um die Sprüh struktur und die Turbulenz eigenschaften zu analysieren.
3.1 Original Sprüh bildgebung
DieHoch geschwindigkeit kamera NEO25Erfolgreich visualisierte Tröpfchen bewegung innerhalb vortikaler Strukturen. In den von Scheren dominierten Misch zonen kam es bei Tröpfchen zu Kollisionen, Koaleszenz und sekundären Trennungen-Prozessen, die die Verteilung der Tröpfchen größe und die Sprüh effizienz definieren.
3.2 Sofort geschwindigkeit felder
Momentane Geschwindigkeit karten zeigten aNicht axiisym metrischer StrahlKern gekennzeichnet durch Pulsation und Krümmung, was auf inhärente Strömungs instabilität hinweist. Entsprechende Vorticity felder zeigten mehrere wechsel wirkende Wirbel, die innerhalb der Scher schicht zwischen dem Strahl und der Umgebungs luft gebildet wurden. Diese Wirbel entwickelten sich durch Aufrollen, Paaren, Verschmelzen und Dissipation und verstärkten den Impuls-und Massen austausch zwischen Tröpfchen und Luft.
3.3 Zeit gealterte Geschwindigkeit felder
DieZeit gemittelte GeschwindigkeitKonturenZeigte eine klare Jet-Struktur unterteilt inKern-, Übergangs-und Rand regionen. Die mittlere Geschwindigkeit verfiel entlang der axialen Richtung aufgrund von Mitnahme effekten und zeigte aGaußsche Radial verteilung. Diese Ergebnisse charakter isierten quantitativ dieAbdeckung bereichUndGeschwindigkeit dämpfungDes Sprays, gut in Einklang mit den Design erwartungen.
Diese Studie zeigt, dass dieHoch geschwindigkeit kamera NEO25, Integriert mit2 D2C PIVUnd powered byAgile Gerät, Ermöglicht eine präzise und kosten günstige Messung von Hoch geschwindigkeit sprüh fluss feldern auch unterLow-Power-Laser beleuchtung. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehören:
I. DieAugenblick liche Geschwindigkeit kartenEnthüllen Sie die instabile, turbulente Natur von Sprüh strahlen und liefern Sie direkte Beweise für die AnalyseKohärente Strömungs strukturenUndInstabilität mechanismen.
II. DieZeit gemittelte FelderBestätigen Sie die Düsen leistung, die Sprüh gleichmäßigkeit und das Durchfluss abfall verhalten und unterstützen Sie die Validierung des Systemdesigns.
III. DieHohe EmpfindlichkeitDes NEO25 kompensiert eine begrenzte Laser leistung und erreicht eine Bildgebung mit klarer Partikel bild geschwindigkeit (PIV) unter geringer Beleuchtung-eine zuverlässige, skalierbare Lösung fürOptimierung des Sprüh systemsUndKosten effiziente Versuchs aufbauten.
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