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乙醇酒精系列的碰撞機(jī)制
(論文部分內(nèi)容摘抄)
本工作的重點(diǎn)是調(diào)查的二元液滴碰撞的系列醇(酒精)。這些醇具有有趣的表面張力與粘度比，其碰撞行為與聚合物溶液類似。在噴霧干燥過(guò)程中，由于溶劑的蒸發(fā)和固體含量的增加，液滴的物種數(shù)據(jù)(如粘度、密度和表面張力)會(huì)發(fā)生明顯的變化。雖然粘度和密度總是增加，但表面張力可以增加(如醇、糖)或減少。隨著固體含量的增加，使用不同的固體含量(聚合物溶液)或不同的碳原子數(shù)，可以得到一個(gè)干燥液滴的模型系統(tǒng)。因此，醇的變異會(huì)對(duì)碰撞產(chǎn)生很大影響。其他參數(shù)，如環(huán)境壓力/氣體，直徑比，溫度等保持恒定，以便完全可視化粘度/表面張力對(duì)碰撞結(jié)果的影響。
實(shí)驗(yàn)設(shè)置：
在實(shí)驗(yàn)中，使用了兩個(gè)壓電發(fā)電機(jī)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)近單分散液滴鏈。為了改變相對(duì)速度，鏈角已經(jīng)改變。通過(guò)在噴嘴發(fā)電機(jī)上施加頻率偏移來(lái)修改碰撞參數(shù)。由于實(shí)驗(yàn)限制，目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)更高或更低速度。這些相對(duì)速度通常是在噴霧干燥器中預(yù)期的。照明通過(guò)使用兩個(gè)LED陣列的背光來(lái)實(shí)現(xiàn)，由20個(gè)LED陣列和300個(gè)LED陣列組成。陣列的尺寸為20x20mm和200x200 mm，其中較大的陣列映射碰撞平面。碰撞事件由兩臺(tái)垂直和水平放置于碰撞平面上的CCD 相機(jī)進(jìn)行觀測(cè)。
垂直對(duì)齊的 CCD 相機(jī)是一臺(tái)德國(guó)Excelitas PCO 公司的高速相機(jī)(pco.dimax型號(hào))，它以每秒6000 幀的幀率記錄碰撞過(guò)程的時(shí)間演變，因此每個(gè)液滴碰撞都可以精確地分配到相應(yīng)的碰撞階段。水平對(duì)齊的雙圖像德國(guó)Excelitas PCO 公司的CCD相機(jī)(pco.dicam型號(hào))可以監(jiān)測(cè)噴嘴的正確對(duì)齊，以確保發(fā)生斜向中心碰撞。
跟蹤飛沫：
在粒子跟蹤之前，必須準(zhǔn)備原始圖像以檢測(cè)液滴輪廓，這通過(guò)在圖像上應(yīng)用梯度濾波器和二值濾波器來(lái)完成。隨后，檢測(cè)輪的尖銳邊緣，并將其轉(zhuǎn)換為圖像中的位置。通過(guò)輪廓點(diǎn)的位置，可以計(jì)算出液滴中心，將其與隨后的兩幅圖像進(jìn)行比較，從而得出液滴的速度。此外，還確定了初始液滴和可能碎裂液滴的面積等效尺寸。
為了確定撞擊點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)者實(shí)施了液滴跟蹤方法。在此，擴(kuò)展的PTV(粒子跟蹤測(cè)速)準(zhǔn)則被應(yīng)用于彌合一個(gè)液滴的兩個(gè)圖像之間的小間隙。所有參數(shù)如相對(duì)速度、撞擊角、液滴大小等?？梢杂迷摲椒ù_定。
顯示了不同酒精的液滴碰撞結(jié)果即B=f(We-number)；a)乙醇，b)丙醇
（藍(lán)色菱形:彈跳，綠色三角形:拉伸分離，紅色正方形:聚結(jié)，綠色三角形的下區(qū)域:反射分離;橙色緊湊型線路)
使用兩個(gè)壓電液滴發(fā)生器，產(chǎn)生兩個(gè)大小幾乎相同的液滴流，實(shí)驗(yàn)研究了一系列不同鏈長(zhǎng)的醇的液滴碰撞結(jié)果。垂直于碰撞平面的 CCD高速攝像機(jī)記錄了碰撞過(guò)程的時(shí)間演化。平行于碰撞平面的雙圖像 CCD相機(jī)可以確保液滴的碰撞發(fā)生在同一平面上。通過(guò)兩個(gè) LED 陣列實(shí)現(xiàn)對(duì)碰撞場(chǎng)景的照明，產(chǎn)生碰撞液滴和產(chǎn)物液滴的陰影圖像。應(yīng)用圖像處理程序和液滴跟蹤方法構(gòu)建碰撞圖(B-We圖)的相關(guān)碰撞特性進(jìn)行了評(píng)估。
廣州市元奧儀器有限公司在目前的實(shí)驗(yàn)中，所有典型的碰撞情況，即彈跳，合并，拉伸分離和反射分離進(jìn)行了觀察此外，已發(fā)現(xiàn)飛濺的乙醇液滴的碰撞。自反分離區(qū)域向更高的We-數(shù)的轉(zhuǎn)移被發(fā)現(xiàn)為增加碳鏈長(zhǎng)度，從而提高流體粘性。
德國(guó) Excelitas PCO 公司的pco.dimax高速相機(jī)，具備高分辨率、高感光度、高幀率的優(yōu)點(diǎn)，將高速實(shí)驗(yàn)過(guò)程完美記錄，為實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。
廣州市元奧儀器有限公司作為德國(guó)/ Excelitas PCO 公司高速相機(jī)在中國(guó)的代理商之一，為客戶提供各種成像系統(tǒng)解決方案，如對(duì)相關(guān)產(chǎn)品感到興趣，歡迎隨時(shí)聯(lián)系交流！
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