Verwenden Sie die Revealer-Hoch geschwindigkeit kamera, um Partikel einzufangen, die mit Wänden kollidieren
Die Untersuchung der Partikel wand kollision dynamik ist ein Kern thema in den Bereichen Energie-, Chemie-und Material wissenschaften, das sich auf die Effizienz und Zuverlässigkeit von Energie geräten wie dem Design von Wirbels chicht reaktoren auswirkt. Mit ihrer hohen räumlich zeitlichen Auflösung sind Hoch geschwindigkeit kameras zu einem unverzicht baren Visual isierungs werkzeug geworden, um Partikel kollision bahnen in Echtzeit zu erfassen und das Energie dissipation verhalten zu quantifizieren.
Das Rück prall verhalten von Partikeln nach einer Kollision ist durch den Rückgewinnung koeffizienten COR gekennzeichnet, der durch Partikel eigenschaften (Partikel größe, Young-Modul), Wande igen schaften (Materials teifigkeit, Oberflächen schicht struktur) gesteuert wird. und Kollision geschwindigkeit. Herkömmliche Kontakts ensoren können mikros kunden transiente Prozesse nicht erfassen und können Partikel bewegungen leicht stören. Das Forschungs team der Southeast University verwendete den Revealer mit 10.000 FramesHoch geschwindigkeit kameraUm die gesamte Kollision von Partikeln mit 50 μm Level mit einer Bildrate von 40.000 fps zu verfolgen. Detaillierte Forschungs ergebnisse finden Sie unter Umfassende Studie zu Particle-Wall-Interaktionen von.
Es wurde eine dynamische Einfang vorrichtung für Partikel kollisionen entwickelt, die aus einem Partikel emissions system und einem Geschwindigkeit messsystem bestand (Abb. 1). Polystyrol (PS)-und Silicium dioxid (SiO₂)-Partikel (Partikel größe 50-100 μm) wurden als typische Partikel für das Partikel emissions system ausgewählt, das das Molybdän (Mo) traf. bzw. Teflon ziele. Durch Einstellen der Partikel geschwindigkeit (0-30 mt/s), der Partikel größe und der Ziele igen schaften wurde die dynamische Entwicklung von COR systematisch untersucht. Das Geschwindigkeit messsystem verwendet eine Verschiebung plattform, um die Ziel oberfläche und die Düse auf derselben Achse genau auszurichten, passt den Fokus der Hoch geschwindigkeit kamera an den Mittelpunkt der Düse an. und optimiert das physikalische Sichtfeld und die Pixel auflösung von 8 × 5,25mm, indem der Abstand zwischen der Düse und dem Ziel angepasst wird, Um sicher zustellen, dass die Bildrate der Hoch geschwindigkeit kamera bei 40.000fps die Partikel bewegungs bahn genau erfassen kann.
1) Verfolgen Sie die Kollision sbahn
Die Hoch geschwindigkeit kamera erfasst die Kollision videos equenz mit 40.000 fps und analysiert sie Bild für Bild mit einer Analyse software. Nehmen Sie als Beispiel das 50μm PS-Teilchen, das auf die Mo-Ziel oberfläche trifft (Abb. 2) kann das System den Einfalls winkel, den Reflexions winkel und die Geschwindigkeit komponenten der Partikel genau messen und den normalen Rückgewinnung koeffizienten berechnen. Die Daten zeigen, dass COR vier Entwicklungs stufen mit Kollision geschwindigkeit aufweist, einschl ießlich Adhäsion, Übergang, Stabilität und Formung verformung. und die Hoch geschwindigkeit kamera liefert direkte Beweise für die Aufteilung der Kollision dynamik.
2) Analysieren Sie den Energie dissipation mechanismus
Durch den Vergleich der Kollision prozesse verschiedener Partikel größen (50 μm gegenüber. 100 μm PS-Partikeln) zeigte die Hoch geschwindigkeit kamera den Unterschied in der dominierenden Rolle der elastischen Mechanik und der Dämpfung kraft. Aufgrund des Trägheit effekts wird die Kontakt zeit großer Partikel erheblich verlängert, und die elastische Widerstands fähigkeit großer Partikel nimmt schneller zu als die der viskosen Dissipation, was zu höheren COR-Werten führt. Dieser Befund bietet eine wichtige Grundlage für die Optimierung des Designs von körnigen Materialien.
3) Validieren Sie das diskrete Elements imulations modell
Angesichts der komplexen Arbeits bedingungen der vor eingestellten Partikels chicht auf der Ziel oberfläche wurde das Modell der diskreten Element methode (DEM) verwendet, um das Regulierungs gesetz der kubischen Akkumulation zu überprüfen. hexagonale Akkumulation und Schichtdicke auf COR im Akkumulation modus, Und die Hoch geschwindigkeit kamera wurde verwendet, um eine wichtige experimentelle Bild grundlage für die Überprüfung von DEM bereit zustellen. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die hexagonale gestapelte Struktur die Energie dissipation effizienz aufgrund des abwechselnden Kontakt modus verringert und der COR-Wert 20% niedriger ist als der der gestapelten Würfels truktur.
Die Hoch geschwindigkeit kamera vonEnthüllerBietet die Fähigkeit zur räumlich-zeitlichen Analyse in mehreren Skalen in diesem Partikel-und Wand kollision experiment und wird zu einem Benchmark-Verifizierungs werkzeug für die Teilchen dynamik forschung. mit einer hohen Bildrate von 40.000 fps, um die dynamische COR-Partition genau zu quantifizieren, und liefert Sequenz bilddaten für die DEM-Modell überprüfung durch Analyse der Partikel geschwindigkeit-Verschiebung-Beziehung, Förderung der groß angelegten Vorhersage von mikroskop ischen Parametern zu makros kop ischen Phänomenen.
Anges ch lossen: Hoch empfindlicher NEO 25 Ultra-Hoch geschwindigkeit kamera
40.000 Bilder pro Sekunde bei 1280 × 640 Auflösung
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