هذا البروتوكول يدل على تجارب حقن المياه مع مجالات السقوط الحر. وتناقش تناوب الأسطح السائلة مع الأقمشة اختراق، وإعداد المواد الكيميائية في المجالات الناشئة، والتصور دفقة، واستخراج البيانات. توفر هذه التقنيات نظرة ثاقبة في أبحاث ديناميات السوائل الأساسية الموجهة نحو فهم التفاعلات بين القوى الصلبة والهيئات السائلة.
وسوف يكون إثبات الإجراء جوشوا بوم وجيريمي ستيفن، طلاب المرحلة الجامعية من ألبرتا. ارتداء قفازات نيتريل الصف الصناعي طوال هذا الإجراء لتجنب تلوث المياه والآثار مع زيوت الجلد. لبدء تنظيف خزان شفاف تماما مع مياه الصنبور والمنظفات.
ثم املأه بـ 32 لتر من ماء الصنبور. تنظيف اثنين من المساطر متري مع 99٪ من الكحول isopropyl والسماح لهم الجافة لمدة دقيقة واحدة. جبل واحد مسطرة تواجه الجزء الأمامي من الخزان مع قاعدة لمس الماء فقط.
إصلاح المسطرة الثانية عموديا تحت الماء. ثم تأمين منصة يتوقف على الخزان بحيث يكون في نفس عمق المنصة كما المسطرة فوق المياه فيما يتعلق أمام الخزان. ضبط منصة لأقصى ارتفاع قطرة المطلوب ثم تعلق ضوء LED متعددة إلى ذراع مفصلية ووضع الضوء فوق وأمام الخزان لإلقاء الضوء على منطقة البداية بشكل كامل تحت المنصة.
تعيين شاشة سوداء في الجزء الخلفي من الخزان للمساعدة في البداية والتصور تجويف. وضع نظيفة النفط حر امتصاص الصدمات مثل اسفنجة خلية مغلقة في الجزء السفلي من الخزان وعقد في مكان مع الأوزان النظيفة. بعد ذلك، قم بتركيب كاميرا عالية السرعة تواجه الخزان بما يتماشى مع سطح السائل.
قم بتوصيل مفتاح تشغيل بالكاميرا إذا رغبت في ذلك. قم بتوصيل الكاميرا بجهاز كمبيوتر، ثم قم بتكوين الكاميرا بمعدل إطار لا يقل عن 1000 إطار في الثانية. اختر الدقة المطلوبة وحدد سرعة الغالق على واحد لكل ثانية مؤطرة.
إذا كان منطبقا تعيين وضع المشغل إلى إنهاء. بعد ذلك، قم بتنظيف مغرفة صغيرة وميثانول أكسيد مع 99٪ من الكحول isopropyl لإزالة زيوت الجلد وغيرها من الملوثات. السماح للمجالات والمغرفة لتجف لمدة دقيقة واحدة.
اختبار التجارب المسبقة وضبط موضع الكاميرا، والتركيز، والدقة لتحقيق جودة المرئي الأمثل لحدث البداية. ثم استرداد المجالات مع مغرفة وتنظيف المجالات ومغرفة مع الكحول ايزوبروبيل. عندما تكون على استعداد لبدء التجربة بدء تصوير الخزان.
ارفع منصة المفصل في مكانها وبقية كرة جافة نظيفة على المنصة. الافراج عن قاعدة من منصة لإسقاط الكرة في الخزان. ثم توقف عن التصوير، ثم احفظ ملف الفيديو، وقم بتشذيب الفيديو لإظهار حدث البداية فقط.
عندما تكون جاهزة للشروع في الاختبار التالي استرداد الكرة مع مغرفة. تنظيف الكرة مع الكحول ايزوبروبيل والسماح لها الجافة لمدة دقيقة واحدة قبل تكرار الاختبار. عندما تنتهي التجربة إفراغ الخزان واتركه يجف.
لإعداد الأقمشة penetrable للاختبار فصل الأقمشة المطلوبة في plies مربع أو جولة واستخدام الفرجة Vernier لقياس سمك مضغوط من النسيج الجاف. عند إعداد التجربة جبل كاميرا عالية السرعة الثانية على الخزان لتوفير عرض من أعلى إلى أسفل من الكرة التي تؤثر على النسيج. قم بتوصيل مخرجات الكاميرا الأفقية بمحطات إدخال الكاميرا العلوية باستخدام كابلات BNC.
قم بتوصيل مفتاح تشغيل بالكاميرا الأفقية. ثم استخدم كبلات Ethernet لتوصيل كل من الكاميرتين بجهاز توجيه غير متصل بالشبكة متصل بكمبيوتر الكاميرا. التركيز وتكوين كل من الكاميرات كالمعتاد.
عندما تكون جاهزة لتشويه التجربة بلطف بقية النسيج الجاف على سطح السائل في الخزان. ضمان أن النسيج لا يبدأ غرق قبل بدء المحاكمة. استخدام نظيفة، وملعقة خالية من النفط لوضع النسيج تحت منصة يتوقف.
استخدم مفتاح التشغيل لبدء تصوير منطقة البداية في وقت واحد مع كل من الكاميرات قبل إعداد الاصطدام. إزالة النسيج مباشرة بعد الاصطدام. إذا كان النسيج شظايا على تأثير والخدوش لا يمكن جمعها يدويا فارغة وتنظيف الخزان بعد كل محاكمة لضمان إزالة جميع النسيج.
للبدء في إعداد المجالات المائية كيميائيا تناسب كرة منثول البولي أكسيد في حامل الاكريليك. تحديد المواقع المجالات لطلاء السطح هو الجانب الأكثر صعوبة من هذا البروتوكول. يتم التحكم في تحديد المواقع مع أوراق طبقة معطف الاكريليك التي لديها ثقوب أوسع قليلا ثم المجالات.
رش الكرة مع معطف قاعدة مسكر من حوالي 15 إلى 30 سنتيمترا بعيدا دون نقع سطح الكرة. بعد ذلك ، رش الكرة مع معطف أعلى مسكر من حوالي 15 إلى 30 سنتيمترا دون نقع السطح والسماح لها الجافة لمدة دقيقة إلى دقيقتين. تطبيق اثنين أو ثلاثة أكثر الطلاء الأعلى في نفس الطريق.
اترك الكرة جافة لمدة 30 دقيقة للاستخدام الخفيف أو حوالي 12 ساعة للاستخدام الكامل. عندما اختبارات تأثير preforming السماح الكرة الجافة تماما بعد كل محاكمة بدلا من ذلك ثم شطف مع الكحول ايزوبروبيل. سوف يتحلل الطلاء المهعور بعد حوالي 20 تجربة.
لإعادة استخدام هذا المجال إزالة طلاء مع 99٪ من الكحول isopropyl وإعادة تطبيق القاعدة والمعاطف العلوي كما هو موضح سابقا. لبدء التحليل استيراد فيديو عالية السرعة من الحدث البداية في برنامج تحليل الفيديو. استخدم أدوات القياس لتعيين قيمة القياس بالسنتيمترات استناداً إلى المساحة المرئية للمسطرة.
تقدم من خلال الفيديو للعثور على إطار مناسب يظهر صعود التاج دفقة وشرك الهواء. قياس ارتفاع تاج البداية، وعرض تجويف، وعمق تجويف. استخدام أداة قياس الزاوية لتحديد زاوية الفصل.
تقدم أكثر في الفيديو للعثور على إطار مناسب يظهر تشكيل وورثينغتون جيت وقياس ارتفاع وورثينغتون جيت. وأخيرا، استخدم ميزة تتبع السيارات لاستخراج موقع الزمانية وتاريخ السرعة لمتواع. إذا تم مقاطعة التتبع استخدم التعقب اليدوي حتى يمكن استئناف التتبع التلقائي.
هنا تم استخدام هذا الإجراء لتقييم آثار النسيج على الرش من الآثار العمودية. تم تضخيم ارتفاع البداية مع واحد ply نسبة إلى ارتفاع البداية دون النسيج. كان ارتفاع البداية مع اثنين من plies يعادل تقريبًا ارتفاع البداية بدون قماش.
تم تخفيف الرش بشكل كبير مع ثلاثة وأربعة plies. لوحظ الحد الأدنى من الاختلاف عبر أرقام ويبر لعمق تجويف، وارتفاع الأرض البداية، وعرض تجويف من المجالات التي تؤثر على مجموعة واحدة من النسيج. تم تتبع المجالات العمودية تحت الماء مما يسمح بمراقبة انخفاضات أكبر في سرعة تحت الماء مع كل من الزى المضافة من النسيج.
ويجب على المحققين أن يولوا اهتماما كبيرا للحفاظ على الظروف التجريبية الصحية خلال التجربة للحصول على نتائج متسقة وصحيحة. ولا تقتصر هذه التقنية على المواد المعروضة هنا، ويمكن أن تضطلع بمواد ذات وظائف وقدرات مماثلة. مع إدخال خزان مرتفع مثل syring ، يمكن رفع هذا الإجراء للتحقيقات من الآثار الرأسية من قطرات السائل على الأسطح الصلبة أو السائلة.
ويمكن أيضا أن يكون هذا البروتوكول preformed على نطاق أوسع إلى عامة أكبر تأثير السرعات وزيادة مجموعة من المعلمات الأبعاد التي تسير جميع على ما يرام للتطبيقات البحرية والصناعية.
