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

Detta arbete sponsrades av fonden Petroleum teknik (PTDF, Nigeria) och verkstads- och Physical Sciences Research Council, UK, genom i programmet Grant MEMPHIS (licensnummer EP/K003976/1). Författarna uppskattar också givande diskussioner med Dr Zhizhao Che.

1. experimentell rigg Setup
Obs: Se figur 1.
<ol><li>
Fallande film unit
	<ol>
<li>Börja med att rengöra ytan substrat (glas) med en ren, mjuk trasa. Se till att ingen smuts följs dess yta, som skulle förändra egenskaperna flytande.</li>
		<li>Ställ in hänga av glassubstrat till önskad lutning vinkel. Lutning vinkel β, av 15˚ användes i detta arbete.</li>
		<li>Slå på den elektriska pumpen och säkerställa en normal vätskeflödet på filmen för att ytterligare rengöra glassubstrat. För detta arbete var provet vätskan avjoniserat vatten.</li>
		<li>Se till hela ytan av substratet är fuktade.</li>
		<li>Mätning av filmen flöde med hjälp av flödesmätaren. För detta arbete, flödet var varierade mellan 1.667 x 10-3 och 10 x 10-3 m3/s med motsvarande filmen Reynoldstal, Re = ρq/wµ, mellan 55,5 och 333. w är fallande film bredd, 0,30 m.</li>
		<li>Gradvis justera ventilerna på flöde anslutning att erhålla det önska flödet på glassubstrat.</li>
		<li>Justera uppsättningen mikrometer steg vid inloppet till film i motsvarande Nusselt film tjocklek värdet för det valda flödet, att undvika en hydraulisk hoppa på inloppet till film eller en återflödet av luft in i distribution-kammaren.</li>
		<li>Manuellt sifon all luft i distribution kammaren att erhålla ett enhetligt flöde nedströms på film ytan.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Film-styrenheten
	<ol>
<li>Se till att funktionen generatorn är ansluten till magnetventilen genom ett icke-ickesparande relä via förvärv datakort (DAC).</li>
		<li>Slå på både magnetventilen och funktionsgenerator.</li>
		<li>Ange funktionsgenerator till önskad tvingar frekvens. I detta arbete användes frekvenser av 2 och 3 Hz.</li>
		<li>Välja önskad våg signalen (sinusvåg, sågtandsvåg, fyrkantsvåg, etc.). I detta arbete användes en sinus våg signal. Figur 2A och 2B visar kontrasten mellan en okontrollerad film och en kontrollerad film.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Droplet generation system
	<ol>
<li>Bifoga en ren plast slangen i en vattenfylld spruta.</li>
		<li>För in sprutan i droplet generatorn.</li>
		<li>Anbringa en spruta-nål av valt storlek (beroende på önskad droplet diameter) till den andra änden av plaströr. Droplet diameterområdet studerade var mellan 0.0023 till 0.0044 m.</li>
		<li>Justera hösten höjden på rullgardinsmenyn ovanför film ytan. I detta arbete, varierades drop's fallhöjd från 0,005 till 0,45 m, ger effekt hastighet mellan 0.30 ± 0,02 - 2,96 ± 0,06 m/s.</li>
		<li>Likaså börvärde den streamwise påverkan av nedgången från inloppet till filmen. Detta var inställd på 0,3 m i detta arbete att säkerställa vågorna är välformad före inverkan.</li>
		<li>Ange en önskad flöde för sprutpumpen.</li>
		<li>Justera flödet för att uppnå en droplet generation frekvens större än våglängden av vågor bildas på film ytan. att säkerställa droppar successivt inkräkta på olika regioner av kontrollerade filmen. Se figur 2 c; med en utvidgning av en singular vågform i figur 2D att visa på olikheter i flödet profilen under varje region19,20.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Höghastighetståg imaging setup
	<ol>
<li>Placera kameran på ett stativ (eller något annat lämpligt arrangemang).</li>
		<li>Välj makroobjektivet med önskad brännvidd och Anslut detta till kameran.</li>
		<li>Slå på hög hastighet kameran och säkerställa direkt fokus på film ytan. Rikta in kameran mot 7˚ och 12˚ horisontella och vertikala avvikelser respektive till film ytan. Detta ger en utmärkt sida Visa bild av inverkan processen, vilket resulterar i en upplösning på 67,5 µm/pixel och 46,6 µm/pixel i streamwise och spanwise riktning, respektive.</li>
		<li>Justera skärpan av kamera-linsen (vid största bländare) med hjälp av en kalibrering objektet placeras exakt på droplet inverkan plats.</li>
		<li>När en skarp fokus har erhållits, minska bländaren för att säkerställa att endast en liten mängd av ljus kommer in kameran.</li>
		<li>Ange önskad bildhastighet, upplösning och slutartid på höghastighetståg kameran. En bildhastighet på 5000 fps, 800 x 600 upplösning, bländare storlek 1/16, och en slutartid på 1 µs användes i detta arbete.</li>
		<li>Placera ljus diffusorn framför ljuskällan, som visas i figur 1 c, att se till att Ljuset sprids jämnt över hela imaging regionen.</li>
		<li>Slå på ljuskällan att bekräfta enhetliga fördelningen av ljus över området imaging.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. kalibrering
Obs: Se figur 3.
<ol><li>Lägg en linjal i filmen flödesriktningen (exakt på plats av påverkan) och få ögonblicksbilder av uppmätta punkter på film ytan.</li>
	<li>Upprepa 2.1 men med linjalen i spanwise riktning.</li>
	<li>Använd ovanstående för att få de rumsliga upplösningarna på film ytan.</li>
</ol>3. video inspelningen och datainsamling
<ol><li>När filmen flöde är etablerad på riggen, starta sprutpumpen och observera effekterna av droppande dropparna på film ytan.</li>
	<li>Starta funktionsgenerator och följa produktionen av spatiotemporally vanliga vågor på film ytan.</li>
	<li>Säkerställa successiva droppar påverkar olika regioner i kontrollerade film ytan.</li>
	<li>Observera efter utlösning ram nummer och ange det till ungefär hälften av video längd tillräckligt fånga effekterna.</li>
	<li>Slå på ljuskälla och utlösa den bild fånga när genomslag förekommer.</li>
	<li>Stäng av ljuskällan när bild fånga är klar att undvika överhettning av flytande filmen.</li>
	<li>Visuellt analysera erhållna ögonblicksbilden på datorskärmen. Kontrollera om effekten har inträffat på en av platta filmen, kapillär våg, eller vinka puckel regioner.</li>
	<li>Trimma ner videon till den del som visar inverkan processen och sparar bildruteintervallet i en video/bild-format.</li>
	<li>Upprepa 3.5-3.8 och registrera enskilda effekter på alla regioner på film ytan, viz. ensliga puckel, kapillär vågor och platt film.</li>
</ol>4. bild efterbehandling och analys
<ol><li>Placera en linjal i synfältet och beräkna den rumsliga upplösningen genom att räkna hur många pixlar passar över 1 cm. använder kalibrering bilden, erhålla en skalfaktor för bild dimensionsmätning.</li>
	<li>Jämföra utfallen av inverkan processen Regionkommittén olika påverkan från snabba bilder. Kontrollera att se betydande skillnader.</li>
	<li>Använda en lämplig MATLAB bildbehandling rutin, mäta egenskaper funktioner av produkten av inverkan processen: viz. i stänk läge, mäta kronan höjd, diameter, väggtjocklek, luta vinkel, crown vetter mot riktning, antal och storlek distribution av utkastade sekundära droppar.</li>
	<li>Utföra liknande kvantitativa analyser som 4.3 ovan för låg-Weber effekterna. Räkna nypa-off tiden för satellit droppar från tid-inramade bilder och mät apex längd och bredd på kolumnen bildas i partiell återförening innan nypa-off av sekundära droppar. Mäta utmatade sekundära droppar storlek. Räkna antalet kaskaden i en upprepad nypa processen.</li>
	<li>Iaktta alla kvalitativa skillnader i varje 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>

Författarna har inget att deklarera.

I det här avsnittet ger vi några tips som är nödvändiga för att säkerställa kvalitativa resultat erhålls från protokollet. Första glassubstrat som vätskefilm flödena måste hållas helt smuts-fri att säkerställa egenskaperna för flytande filmen hålls kompromisslös. Detta uppnås genom regelbunden rengöring (förmodligen med ett lämpligt rengöringsmedel, och torkas över en bricka att undvika upplösning in i systemet). Likaså bör det finnas en regelbunden ersättning av hela test-vätskan efter några experimentella rundor, att garantera korrekta resultat.
För det andra, vätska-distribution kammaren måste vara väl småmaskig och även hållit lufttät att säkerställa utströmmande vätska filmen är enhetlig. Detta kan göras genom manuellt häverteffekt luften ur strömfördelaren innan varje experiment. Användning av mikrometer-steg vid inloppet till filmen är också klokt att ställa gap-höjden vid inloppet film till den exakta filmtjockleken förutspådde i Nusselt uppskattningen av filmen flödet på motsvarande Reynolds nummer. Detta kommer att förhindra en hydraulisk hoppa eller återflödet vid inloppet.
Driften av magnetventilen måste också alltid kontrolleras och fastställas ordentligt. Detta beror på att en lämplig pulsering av flödet är krävs för att säkerställa produktionen av påtvingad vågorna. Detta kunde kontrolleras från det regelbundna klickande ljudet av magnetventilen samt en upplevd pulsering längs anslutning rören. Flytande flödet in sprutpumpen måste också anges noggrant att säkerställa droppar matas ut i ett droppande sätt, undvika eventuella före acceleration innan den föll.
Lämpliga kalibrering av höghastighetståg kameran måste säkerställas för att få mycket exakta resultat. Aperture storlek måste också noga väljas med hänsyn till parametrar som skärpedjupet, exponeringstid och övergripande bildens ljusstyrka. För kameran utlöser under videoinspelning, är användare också skyldiga att uppskatta hur många ramar bör registreras innan utlösning. Detta kan variera med individer, beroende på drop inverkan tiden, därmed, flera rättegång tester för att öva rekommenderas innan faktiska mätningar. Likaså måste ljuskällan vara ordentligt ordnade och väl diffust att minimera skuggor i bilden.
Det är viktigt att observera och kom ihåg att i fokus för studien är bidrag från vågor på inverkan dynamiken i den fallande droppar, bildandet av regelbundna våg strukturer är därför väsentligt att en noggrann studie av underliggande fysik. I scenarier där våg strukturer observeras att snabbt övergå till tredimensionella strukturer, är det tillrådligt att substrat lutning vinkel vara nedsatt14,19 att underlätta en långsammare övergång våg strukturer .
En begränsning av tekniken observeras i avsaknad av en mätanordning för att ange den faktiska momentana filmtjockleken på varje region av påverkan. Detta skulle ha gett ytterligare detaljer på övergripande observerade fenomenen.
Sammanfattningsvis, kan det förfarande som beskrivs i denna rapport också användas att studera enkel våg evolution dynamics, medan imaging höghastighetssystemet beskrivs kan tillämpas på många forskningsområden med snabb dynamik som flytande droppe uppbrott21, 22/coalescence23, granulat jets24, etc. där viktiga fenomen observeras vid en micro tidsskalan.

Droplet inverkan är ett mycket vanligt fenomen i naturen och väcker uppmärksamhet från någon nyfiken observatör1. Det utgör ett aktivt forskningsområde på grund av dess många tillämpningar inklusive spray-kylning, brandsläckning, bläckstråle-utskrift, spray-beläggning, nedfall av lödtenn knölar på kretskort, utformningen av förbränningsmotorer, Surface-rengöring och cell-utskrift2. Dess tillämpning sträcker sig också till jordbruk, t.ex., stänka bevattning och gröda besprutning3,4. Banbrytande arbete går tillbaka till det 19: e århundradet, med arbetet i Worthington5, även om stora framsteg har endast gjorts nyligen på grund av uppkomsten av höghastighetståg imaging6. Sedan dess har har flera studier genomförts; använda olika typer av påverkan ytor alltifrån fasta ämnen7,8, grunt,9 och djupt flytande pool10,11 till tunna filmer12,13.
Men trots den stora mängden forskning på droplet inverkan på flytande ytor (dvs, ytliga och djupa pooler och quiescent filmer), har påverkan på flödande tunna flytande filmer inte fått lika mycket uppmärksamhet. Dessutom hittills, har studier försummat bidragen av vågorna till droplet inverkan dynamics rumsliga strukturer.
I denna rapport presenterar vi en detaljerad experimentell förfarande för att undersöka droplet inverkan processen på strömmande filmer vars dynamics påverkas av inlopp-tvingar flytande flödet; nedan hänvisar vi till dem som ”kontrollerade” filmer. Finner vi att dessa har många tillämpningar i flerfasiga branscher (t.ex. i kylning torn, i destillationskolonner, och också i den ringformiga flöde regimen observerades hos tvåfas flöden), särskilt som film kontroll har blivit ett viktigt steg i den intensifiering av både värme- och massöverföring i många process industries14. Den intresserade läsaren hänvisas till våra tidigare arbete15 för mer information om resultaten av vår forskning på detta.
Denna tillämpning av frekvens svängningar inlopp flödet resulterar i bildandet av regelbundna vågor på film ytan. Vi fokuserar på familjen solitära våg som kännetecknas i huvudsak av allmänt-separerad smala toppar och föregås av en rad front-running kapillär vågor16,17,18. Vi studerar utfallet av de effekter som är associerad med strukturen solitär våg tre huvuddelar: den 'platt film', 'våg puckel' och front-running 'kapillär våg' regioner. Vi jämför även dessa resultat med de som förknippas med okontrollerad strömmande filmer. Våra resultat visar att stokastiska beskaffenhet våg utseende på okontrollerad filmen markant påverkar resultatet av droppe inverkan, med separata områden kontrollerade filmen också visar nya mekanismer, som vi har detaljerade både kvalitativt och kvantitativt.
I tidigare papper15, studerade med samma procedur, vi effekten av filmen kontroll på droplet inverkan dynamik i stänk regimen. De erhållna resultaten visade både kvantitativa och kvalitativa skillnader i crown morfologi (höjd, diameter, väggtjocklek, tiltvinkel och riktning) samt antal och storlek distribution av utkastade sekundära droppar.
I den här rapporten beskriver vi designade set-up för att förstå den viktiga roll som dessa rumsliga strukturer i droplet inverkan dynamics och även nuvarande kortfattad Detaljer av våra resultat inte bara i stänk regimen, utan också för andra resultat av droplet inverkan (dvs studsande, glidande, partiell/total återförening). Genom att följa de standardprotokoll som beskrivs nedan, kan effekten av filmen kontroll på droplet inverkan dynamiken studeras på ett reproducerbart sätt.

<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 inverkan är ett mycket vanligt fenomen i naturen och lockar uppmärksamhet på grund av dess estetiska fascination och omfattande program. Tidigare studier på flödande flytande filmer har försummat bidragen av rumsliga strukturer i vågor för att inverkan resultatet, medan detta har nyligen visat sig ha ett betydande inflytande på drop inverkan dynamiken. I detta betänkande beskriva vi ett stegvis förfarande för att undersöka effekten av periodiska inlopp tvingar en flödande flytande film leder till produktion av spatiotemporally regelbundna våg strukturer på drop inverkan dynamics. En funktionsgenerator i samband med en magnetventil för att excitera dessa spatiotemporally regelbundna våg strukturer på film ytan medan inverkan dynamiken av enhetlig storlek droppar fångas med hjälp av en höghastighetskamera. Tre distinkta regioner studeras sedan; nämligen regionen kapillär våg före stor våg peak, regionen platt film och regionen våg puckel. Effekterna av viktiga Dimensionslösa kvantiteter till exempel film Reynolds, släppa Weber och Ohnesorge nummer parametriserade av filmen flöde, minskade hastigheten och droppe storlek undersöks också. Våra resultat visar intressant, hittills oupptäckta dynamics som åstadkommits genom denna tillämpning av filmen inlopp tvingar av flödande filmen för både låg och hög tröghet droppar.

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

Ett protokoll att studera bidrag från vågor till droplet inverkan dynamics på flödande flytande filmer presenteras.

Film kontroll att studera bidrag av vågor till Droplet inverkan Dynamics på tunna flödar flytande filmer

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

Polykristallina kisel tunnfilms-solceller med plasmoniska-enhanced Light-svällning

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 av funktionella material, en mångsidig Kompletterande Mönster replikering Metod för 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

Snabb bildteknik för att studera Drop Impact Dynamics av ​​icke-newtonska vätskor

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

Speciering och biotillgänglighet Mätningar av miljö Plutonium Använda 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 Tunnfilms solceller material via tidsupplöst Microwave Konduktivitet

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 Övervakning av den accelererade prestandaförsämring av solceller och moduler: en fallstudie för 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 och tunn Film syntes av sin sammansättning Variant entropi-stabiliserad 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

Fastställande av tribokorrosion hastighet och slitage-korrosion synergi av Bulk och Thin Film aluminiumlegeringar

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-Assisted molekylär stråle epitaxy tillväxt av mg3n2 och Zn3n2 tunna filmer

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

Tyg fukt enhetlig kontroll för att studera påverkan av luft impingement parametrar på tyg tork egenskaper

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 ...