Name: film control to study contributions of waves to droplet impact dynamics on thin flowing liquid films
Uploaded: 2018-08-18T13:00:00
Duration: 7 min 8 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films at JoVE.com

Dette arbejde blev sponsoreret af den råolie teknologi Udviklingsfond (PTDF, Nigeria) og Engineering og Physical Sciences Research Council, England, gennem programmet Grant MEMPHIS (grant nummer EP/K003976/1). Forfatterne også sætte pris på frugtbare drøftelser med Dr. Zhizhao Che.

1. eksperimentel Rig Setup
Bemærk: Se figur 1.
<ol><li>
Faldende film enhed
	<ol>
<li>Start af rengøring substrat (glas) overfladen med en ren, blød klud. Sikre, at ingen snavs er levet op til sin overflade, som ville ændre de flydende egenskaber.</li>
		<li>Sæt pivot af glas substrat til den ønskede hældning vinkel. En hældning vinkel, β, af 15˚ blev brugt i dette arbejde.</li>
		<li>Tænd for den elektriske pumpe og sikre en normal flydende flow på film overfladen til yderligere rent glas substrat. For dette arbejde var test væske deioniseret vand.</li>
		<li>Sikre, at hele overfladen af substratet er fugtet.</li>
		<li>Måle strømningshastigheden af den film ved hjælp af flowmeteret. For dette arbejde, at strømningshastigheden blev varieret mellem 1,667 x 10-3 og 10 x 10-3 m3/s med den tilsvarende film Reynolds tal, Re = ρq/wµ, lige mellem 55,5 og 333. w er den faldende film bredde, 0,30 m.</li>
		<li>Gradvist justere ventiler på flow forbindelsen for at hente den ønskede strømningshastighed på glas substrat.</li>
		<li>Justere sæt af mikrometer trin ved indgangen til filmen den tilsvarende Nusselt film tykkelse værdi for den valgte flow til at undgå en hydraulisk hoppe på film fjorden eller en tilbagestrømning af luft ind i distribution kammeret.</li>
		<li>Manuelt sifon alle luft i distribution Parlamentet at opnå en ensartet flow nedstrøms på film overflade.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Film styreenheden
	<ol>
<li>Sikre, at funktion generatoren er forbundet til magnetventil gennem en lagres ikke relæ via et datakort til erhvervelse (DAC).</li>
		<li>Tænd for både magnetventil og funktionsgenerator.</li>
		<li>Angive funktionsgenerator til den ønskede tvinge frekvens. I dette arbejde anvendtes frekvenser på 2 og 3 Hz.</li>
		<li>Vælg den ønskede bølge signal (sinusbølge, savtakket bølge, firkantet bølge, osv.). I dette arbejde, blev en sinusbølge signal brugt. Figur 2A og 2B viser kontrasten mellem en ukontrolleret film og en kontrolleret film.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Droplet generation system
	<ol>
<li>Vedhæfte en ren plastslanger til en vand-fyldt sprøjte.</li>
		<li>Sæt sprøjten i droplet generator.</li>
		<li>Anbringe en sprøjte nål valgte størrelse (afhængigt af den ønskede dråbe diameter) til anden enden af den plastslanger. Dråbe diameter vifte studerede var mellem 0.0023 til 0.0044 m.</li>
		<li>Justere fall højden af drop over film overflade. I dette arbejde, var faldet faldhøjden varierede fra 0,005 til 0,45 m, hvilket giver anslagshastighed mellem 0,30 ± 0,02 - 2.96 ± 0,06 m/s.</li>
		<li>Tilsvarende, indstille streamwise indvirkning punkt af drop fra film-fjorden. Dette blev sat til 0.3 m i dette arbejde at sikre, at bølgerne er velformet forud for virkningen.</li>
		<li>Angive en ønskede strømningshastighed for sprøjten pumpe.</li>
		<li>Justere flow for at opnå en droplet generation frekvens større end bølgelængden af bølgerne dannet på film overflade; for at sikre dråber successivt gribe ind i forskellige regioner af de kontrollerede film. Se figur 2 c; med en udvidelse af en ental bølgeform i figur 2D til at vise ulighederne i profilen flow under hver region19,20.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Høj hastighed billedbehandling setup
	<ol>
<li>Anbring kameraet på et stativ fod (eller ethvert andet egnet arrangement).</li>
		<li>Vælg makroobjektiv med ønskede brændvidde og Tilslut det til kameraet.</li>
		<li>Tænd den højhastighedskamera og sikre direkte fokus på film overflade. Justere kameraet på 7˚ og 12˚ vandrette og lodrette afvigelser henholdsvis til filmen overflade. Dette giver en fremragende side-se billede af virkningen proces, hvilket resulterer i en opløsning af 67,5 µm/pixel og 46,6 µm/pixel i de streamwise og spanwise retninger, henholdsvis.</li>
		<li>Justere fokus af kameralinsen (på den største blændeåbning) ved hjælp af en kalibrering elementet placeret præcis på droplet indvirkning spot.</li>
		<li>Når en skarp fokus har opnået, mindske blænde for at sikre, at kun en lille mængde af lys ind i kameraet.</li>
		<li>Indstille ønskede billedhastighed, opløsning og lukkertid af high-speed kamera. En rammehastighed på 5000 fps, 800 x 600 opløsning, blænde størrelse 1/16, og en lukkertid på 1 µs blev brugt i dette arbejde.</li>
		<li>Placer den lysspreder foran lyskilden, som vist i figur 1 c, at sikre, at lyset er ensartet spredt på tværs af det billeddiagnostiske område.</li>
		<li>Magt på lyskilden at bekræfte ensartet spredning af lys over det billeddiagnostiske område.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. kalibrering
Bemærk: Se figur 3.
<ol><li>Sætte en lineal i filmen flowretning (præcis på stedet af virkning) og opnå snapshots af målte punkter på film overflade.</li>
	<li>Gentag 2.1 men med lineal i den spanwise retning.</li>
	<li>Brug ovenstående til at opnå de rumlige beslutninger om filmen overflade.</li>
</ol>3. videooptagelse og dataopsamling
<ol><li>Når filmen flow er etableret på riggen, start sprøjten pumpe og observere virkningen af den dryppende dråber på film overflade.</li>
	<li>Start funktionsgenerator og observere produktionen af spatiotemporally almindelige bølger på film overflade.</li>
	<li>Sikre successive dråber påvirker de forskellige regioner af kontrollerede film overflade.</li>
	<li>Observere efter udløsning stel nummer og indstille dette til ca. halvdelen af videolængden at fange tilstrækkeligt indvirkning.</li>
	<li>Tænd for lyskilde og udløser billedcapture når forekommer en virkning.</li>
	<li>Sluk lyskilden når billedcapture er færdig at undgå overophedning af den flydende film.</li>
	<li>Visuelt analysere de opnåede snapshot på computerskærmen. Kontroller, at hvis virkningen er sket på en af de flade film, kapillær bølge, eller bølge pukkel regioner.</li>
	<li>Trim ned video til den del, der viser indvirkning processen og gemme billedudsnit i en video/billede format.</li>
	<li>Gentag 3,5-3,8 og post individuelle indvirkning på alle områder på overfladen film viz. ensom pukkel, kapillær bølger og flad film.</li>
</ol>4. billedet efterbehandling og analyse
<ol><li>Placer en lineal i synsfeltet og beregne den rumlige opløsning ved at tælle, hvor mange pixels passer over 1 cm. ved hjælp af kalibrering billede, opnå en skala faktor for billedet dimension måling.</li>
	<li>Sammenligne resultater forløb indvirkning på regionerne forskellig indvirkning fra højhastigheds-billeder. Check at se bemærkelsesværdige forskelle.</li>
	<li>Ved hjælp af en passende MATLAB-billedbehandling rutine, måle funktionerne Karakteristik af produktet af indvirkning proces: viz. i tilstanden sprøjt måle krone højde, diameter, vægtykkelse, vippe vinkel, crown-vender retning, antal og størrelse distribution af skubbet sekundære dråber.</li>
	<li>Foretage lignende kvantitative analyser som 4.3 ovenfor for lav-Weber virkninger. Grev knivspids-off tid af satellit dråber fra de tid-indrammede billeder og måle apex længden og bredden af kolonnen dannet i delvis sammensmeltning før knivspids-off af sekundære dråber. Måle størrelsen af skubbet sekundære dråber. Tæl antallet af cascade i en gentagen proces, knivspids-off.</li>
	<li>Overhold alle kvalitative forskelle i hver region.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Yarin, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drop+impact+dynamics:+Splashing,+spreading,+receding,+bouncing&#8230;.">Drop impact dynamics: Splashing, spreading, receding, bouncing&#8230;.</a> Annual Review of Fluid Mechanics. 38, 159-192 (2006).</li><li>Rein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenomena+of+liquid+drop+impact+on+solid+and+liquid+surfaces.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+mass+and+momentum+interactions+during+drop+impact+on+a+liquid+film.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+of+the+impact+of+an+ink-jet+printed+droplet+on+a+solid+substrate.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A study of splashes. , (1908).</li><li>Edgerton, H. E., Killian, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Flash! Seeing the unseen by ultra-high-speed photography. , (1954).</li><li>Josserand, C., Thoroddsen, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drop+impact+on+a+solid+surface.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lift-off+instability+during+the+impact+of+a+drop+on+a+solid+surface.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Splashing+of+drops+on+shallow+liquids.">Splashing of drops on shallow liquids.</a> Science. 158 (3805), 1184-1186 (1967).</li><li>Adomeit, P., Renz, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamics+of+three-dimensional+waves+in+laminar+falling+films.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+drop+coalescence+at+fluid+interfaces.">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="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Splashing+impact+of+a+single+drop+onto+very+thin+liquid+films.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+droplets+on+inclined+flowing+liquid+films.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+and+stability+of+thin+liquid+films.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+impact+on+flowing+liquid+films+with+inlet+forcing:+the+splashing+regime.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Complex wave dynamics on thin films. 14, (2002).</li><li>Liu, J., Gollub, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solitary+wave+dynamics+of+film+flows.">Solitary wave dynamics of film flows.</a> Physics of Fluids. 6 (5), 1702-1712 (1994).</li><li>Benjamin, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wave+formation+in+laminar+flow+down+an+inclined+plane.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Falling liquid films. 176, (2011).</li><li>Adebayo, I., Xie, Z., Che, Z., Matar, O. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doubly+excited+pulse+waves+on+thin+liquid+films+flowing+down+an+inclined+plane:+An+experimental+and+numerical+study.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymmetric+Disconnection+of+an+Underwater+Air+Bubble:+Persistent+Neck+Vibrations+Evolve+into+a+smooth+Contact.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+Formation+and+Scaling+in+Dense+Suspensions.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viscous+to+Inertial+Crossover+in+Liquid+Drop+Coalescence.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Birth+and+growth+of+a+granular+jet.">Birth and growth of a granular jet.</a> Physical Review E. 78, 011305 (2008).</li></ol>

Forfatterne har intet at erklære.

I dette afsnit giver vi et par tips nødvendigt at sikre kvalitative resultater fra protokollen. Det første glas substrat som flydende film strømme skal holdes helt snavs-fri til at sikre, at egenskaberne af den flydende film holdes kompromisløs. Dette opnås ved regelmæssig rengøring (sandsynligvis ved hjælp af et egnet rengøringsmiddel, og tørres over en bakke at undgå opløsning i systemet). Ligeledes bør der en regelmæssig udskiftning af hele test-væsken efter nogle eksperimentelle runder, at sikre nøjagtige resultater.
For det andet, væske-distribution kammeret skal være godt småmaskede redskaber og også opbevares lufttæt at sikre outflowing flydende Filmen er ensartet. Dette kan gøres ved manuelt opsugning luft ud af boksen distribution før hvert forsøg. Brugen af mikrometer-trin ved indgangen til film er også rådes til at indstille gap-højden på film indløbet til den nøjagtige filmtykkelse forudsagt af Nusselt skøn over film strømmen på den tilsvarende Reynolds tal. Dette vil forhindre en hydraulisk hoppe eller tilbageløb på fjorden.
Driften af magnetventil skal også altid kontrolleret og konstateret korrekt. Dette er fordi en passende pulsering af strømmen er forpligtet til at sikre, at produktionen af de tvungne bølger. Dette kan kontrolleres fra den regelmæssige klikkende lyd af magnetventil samt en opfattede pulsering langs rørforbindelser. Den flydende flow ind i sprøjten pumpe skal også angives omhyggeligt at sikre dråber er skubbet ud i en dryppende måde, at undgå enhver pre acceleration før den falder.
Passende kalibrering af høj hastighed kameraet skal sikres for at opnå meget præcise resultater. Blænde størrelse skal også være nøje udvalgt overvejer parametre som dybden af felt, eksponeringstid og overordnede billede lysstyrke. For kamera udløser under video optagelse, er brugernes ligeledes krævede at anslå, hvor mange frames bør registreres før udløsning. Dette kan variere med enkeltpersoner, afhængigt af slip effekt tid, dermed, flere retssag tests for at praktisere anbefales før faktiske målinger. Tilsvarende, skal lyskilden være korrekt arrangeret og godt diffust at minimere skygger i billedet.
Det er vigtigt at bemærke, og husk, at hovedvægten i undersøgelsen er bidragene fra bølger til indvirkning dynamikken i de faldende dråber, dannelsen af regelmæssige bølge strukturer er derfor afgørende for en nøjagtig undersøgelse af den underliggende fysik. I scenarier hvor bølge strukturer er observeret at hurtigt overgang til tre-dimensionelle strukturer, anbefales det, at substrat hældning vinkel være reduceret14,19 for at lette en langsommere overgang af bølge strukturer .
En begrænsning af teknikken, der er observeret i mangel af et måleinstrument, der angiver den faktiske øjeblikkelige filmtykkelse på hver region af virkningen. Dette ville have givet yderligere oplysninger om de samlede observerede fænomener.
Sammenfattende kan den procedure, der er skitseret i denne betænkning også bruges til at studere simpel bølge evolution dynamics, mens den high-speed billedbehandlingssystem beskrevet kan anvendes til mange forskningsområder med hurtig dynamics som flydende drop break-up21, 22/coalescence23, granulerede jets24, etc. hvor vigtige fænomener er observeret på en micro tidsskala.

Droplet konsekvenser er et meget almindeligt fænomen i naturen og tiltrækker opmærksomhed fra enhver nysgerrig observatør1. Det udgør en aktiv forskningsområde på grund af dens talrige applikationer, herunder spray-køling, brand suppression, inkjet-print, spray-belægning, aflejring af lodde bump på printplader, design af forbrændingsmotorer, rengøring af overflader, og celle-udskrivning-2. Sin ansøgning udvider også til landbrug, fx overbrusning kunstvanding og afgrøde sprøjtning3,4. Banebrydende arbejde går tilbage til det 19. århundrede, med arbejdet i Worthington5, mens store fremskridt er kun foretaget for nylig på grund af fremkomsten af høj hastighed billedbehandling6. Siden da har været udført flere undersøgelser; ved hjælp af forskellige former for indflydelse overflader lige fra faste stoffer7,8, lavvandet,9 og dybt flydende pools10,11 til tynde film12,13.
Men trods den store mængde af forskning på droplet indvirkning på flydende overflader (dvs., lavvandede og dybe bassiner og inaktiv film), indvirkning på flagrende tyndt flydende film ikke har fået så meget opmærksomhed. Derudover hidtil, har undersøgelser forsømt bidrag af rumlige strukturer af bølger til droplet indvirkning dynamics.
I denne betænkning fremlægger vi et detaljeret eksperimentel procedure for at undersøge droplet indvirkning proces på strømmende film hvis dynamics påvirkes af inlet-tvinger flydende strømningshastigheden; nedenfor henviser vi til dem som "kontrolleret" film. Vi finder at disse har mange anvendelser i multifase industrier (f.eks. i køling tårne i destillation kolonner, og også i det ringformede flow regime observeret i to faser strømme), især da filmen kontrol er blevet et vigtigt skridt i den intensivering af både varme og masse overførsel i mange proces industrier14. Den interesserede læser er henvist til vores tidligere arbejde15 for flere detaljer om resultaterne af vores forskningsindsats på dette.
Denne anvendelse af frekvens svingninger inlet strømningshastigheden resulterer i dannelsen af almindelige bølger på film overflade. Vi fokuserer på den ensomme bølge familie, som er hovedsagelig karakteriseret ved almindeligt adskilt smalle toppe og indledes med en række front-running kapillær bølger16,17,18. Vi studere resultatet af virkninger forbundet med de tre vigtigste dele af den ensomme bølge struktur: 'flad film', 'bølge pukkel' og front-running 'kapillær bølge' regioner. Vi har også kontrast disse resultater med dem der er forbundet med ukontrolleret strømmende film. Vores resultater viser, at den stokastiske karakter af bølge udseende på ukontrolleret filmen markant påvirker resultatet af drop virkning, og de separate områder i kontrolleret filmen også viser nye mekanismer, som vi har detaljerede både kvalitativt og kvantitativt.
I den tidligere papir15, undersøgte ved hjælp af den samme procedure, vi effekten af filmen kontrol på droplet indvirkning dynamics i ordningen med sprøjt. De opnåede resultater viste både kvantitative og kvalitative forskelle i crown morfologi (højde, diameter, vægtykkelse, tilt vinkel og retning) samt antal og størrelse fordelingen af skubbet sekundære dråber.
I denne betænkning beskriver vi de designede set-up for at forstå den kritiske rolle, som disse rumlige strukturer i droplet indvirkning dynamics og også findes koncise detaljer af vores resultater, ikke kun i ordningen sprøjt, men også for andre resultater af droplet virkninger (nemlig hoppe, glide, delvis/total sammensmeltning). Ved at følge den standardprotokol, der er beskrevet nedenfor, kan effekten af filmen kontrol på droplet indvirkning dynamics studeres på en reproducerbar måde.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Function generator</td>
			<td>GW INSTEK</td>
			<td>AFG 2005 Series, Digital. Geo0852266</td>
			<td>Produces a varied type of wave signals, ranging from sine, square to saw-tooth wave at different frequencies (0.1 Hz - 5 MHz).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump</td>
			<td>Braintree Scientific Inc.</td>
			<td>Bs-8000 /225540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solenoid valve</td>
			<td>SMC-VXD</td>
			<td>2142A. 
			0AE-5001</td>
			<td>Series-pilot-operated-two-port</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Relay</td>
			<td>Takamisara</td>
			<td>A5W-K. 
			154424C-03L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric pump</td>
			<td>Clarke SP</td>
			<td>SPE1200SS 1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow meter</td>
			<td>RS Component</td>
			<td>CYNERGY3 UF25B 14011600040110</td>
			<td>Measurement range: 0.2-25 L/min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micrometer step</td>
			<td>RS Component</td>
			<td>Micrometer Head</td>
			<td>0.01 mm/0 -13 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed camera</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>I-SPEED 3.</td>
			<td>Capable of recording at up to 100, 000 frames per second.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light source</td>
			<td>TLC Electrical supplies</td>
			<td>IP54 -black</td>
			<td>Double enclosed halogen floodlight. Rating 500 W.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light diffusor</td>
			<td>OptiGraphix</td>
			<td>DFPMET</td>
			<td>250 &#956;m thickness</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass substrate</td>
			<td>Instrument Glasses Ltd</td>
			<td>Soda Lime Float Glass; 570 mm x 300 mm x 4 mm</td>
			<td>Flatness tolerance 0.02/0.04.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Macro-lenses</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-liquid</td>
			<td>De-ionized water from the Imperial College Analytical Lab.</td>
			<td>Standard solution 
			(AnalaR)</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

film control to study contributions of waves to droplet impact dynamics on thin flowing liquid films

Droplet konsekvenser er et meget almindeligt fænomen i naturen og tiltrækker opmærksomhed på grund af dens æstetiske fascination og omfattende programmer. Tidligere undersøgelser på flydende flydende film har forsømt bidrag af rumlige strukturer af bølger virkning resultatet, mens dette har for nylig vist sig at have en betydelig indflydelse på drop indvirkning dynamics. I denne betænkning skitsere vi en trinvis procedure for at undersøge effekten af periodiske inlet tvinger en flydende flydende film fører til produktion af spatiotemporally regelmæssige bølge strukturer på drop indvirkning dynamics. Funktionsgenerator i forbindelse med en magnetventil bruges til at vække disse spatiotemporally regelmæssig bølge strukturer på film overflade mens indvirkning dynamikken af ensartet størrelse dråber er fanget ved hjælp af en high-speed kamera. Tre forskellige regioner er derefter studerede; nemlig kapillær bølge regionen forud for den store bølge top, regionen flad film og bølge pukkel region. Effekterne af vigtigt dimensionsløst størrelser såsom film Reynolds, drop Weber og Ohnesorge tal parametre af filmen strømningshastighed, henlægge hastighed og drop størrelse er også undersøgt. Vores resultater viser interessante, hidtil uopdagede dynamics fremkaldt af denne anvendelse af filmen inlet tvinger den flydende film for både lav og høj inerti dråber.

Watch this Scientific Journal Video about Film Control to Study Contributions of Waves to Droplet Impact Dynamics on Thin Flowing Liquid Films at JoVE.com

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

En protokol til at studere bidrag af bølger til droplet indvirkning dynamics på flydende flydende film præsenteres.

Film kontrol til at undersøge bidrag af bølger til Droplet indvirkning Dynamics på tyndt flydende flydende film

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Polycrystalline Silicon Thin-film Solar cells with Plasmonic-enhanced Light-trapping

Polykrystallinske silicium tynd-film solceller med plasmoniske-enhanced Light-trapping

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To ...

Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting

Nanomoulding af funktionelle materialer, en alsidig komplementært mønster Replication Metode til Nanoimprinting

We describe a nanomoulding technique which  allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks  and full devices. Nanomoulding ...

Fast Imaging Technique to Study Drop Impact Dynamics of Non-Newtonian Fluids

Hurtig Imaging teknik til at undersøge Drop Impact Dynamics af ikke-newtonske væsker

In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for ...

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

Artsdannelse og biotilgængelighed Målinger af Environmental Plutonium Brug Diffusion i Thin Films

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Recombination Dynamics in Thin-film Photovoltaic Materials via Time-resolved Microwave Conductivity

Rekombination Dynamics i Thin-film fotovoltaiske materialer via Time-løst Microwave Ledningsevne

A method for investigating recombination dynamics of photo-induced charge carriers in thin film semiconductors, specifically in photovoltaic materials ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

In Situ Overvågning af accelereret ydeevne nedbrydning af solceller og moduler: en Case Study for Cu (i, Ga) Se2 solceller

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...

Bulk and Thin Film Synthesis of Compositionally Variant Entropy-stabilized Oxides

Bulk og tynd Film syntese af kompositorisk Variant entropi-stabiliseret oxider

Here, we present a procedure for the synthesis of bulk and thin film multicomponent (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x))O (Co variant) and ...

Determining Tribocorrosion Rate and Wear-Corrosion Synergy of Bulk and Thin Film Aluminum Alloys

Bestemmelse af Tribocorrosion sats og slid-korrosion synergi af Bulk og tynde Film aluminiumlegeringer

The increasing complexity and severity of service conditions in areas, such as aerospace and marine industries, nuclear systems, microelectronics, ...

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy Growth of Mg3N2 and Zn3N2 Thin Films

Plasma-assisteret molekyl stråle Epitaxy-vækst på mg3n2 og Zn3n2 tynde film

This article describes a procedure for growing Mg3N2 and Zn3N2 films by plasma-assisted molecular beam epitaxy (MBE). The films are grown on 100 oriented ...

Fabric Moisture Uniform Control to Study the Influence of Air Impingement Parameters on Fabric Drying Characteristics

Stof fugt ensartet kontrol for at undersøge indflydelsen af luft impingement parametre på stof tørring egenskaber

Impinging dryness is now a widely used and effective way for fabric drying due to its high heat and mass transfer coefficient. Previous studies on fabric ...