Részecskekép-sebességmérés (PIV)

A PIV műszer a nem tolakodó méréstechnika és a nagy felbontású 2D sebességmérés egyedülálló kombinációját nyújtja a permetezés keresztmetszetén keresztül. A Spraying Systems Co. részecskekép-sebességmérését használó korábbi projektek példái közé tartoznak a prototípus fúvóka kimeneti nyílásának közeli részén végrehajtott részletes sebességmérések, valamint a CFD validálásához a permet 2D sebességmérése keresztáramban.

• Prototípus fúvóka jellemzése
  A Spraying Systems Co. kifejlesztette egy prototípus fúvókát egy adott ügyfél számára. A tervezés értékelése érdekében a mérnök meg akarta mérni a cseppek pályáit a kijárat közeli nyílás régiójában. A fúvóka egyedi kialakítású volt, külső ütközési felülettel, ami fokozott érdeklődést váltott ki a cseppútak iránt. A PIV-t arra használtuk, hogy megvilágítsuk a permet keresztmetszetét az ütközési felület közelében, és megmértük a permetnek az ütközési felületet elhagyó szögét. Ez az információ lehetővé tette a tervező mérnök számára, hogy módosításokat hajtson végre a vevő számára a kívánt szórófej alakjának és méretének megszerzéséhez.

• Spray a Crossflow CFD validálásban
  Egy ügyfél felkérte a Spraying Systems Co.-t, hogy végezzen részletes permetezési modellezést egy spray-nek, amely keresztáramú gázt tartalmazott. Ennek az erőfeszítésnek egy része megkövetelte a CFD-módszerek és eredmények validálását, amelyet részben a permetcseppek helyének és pályáinak mérésével hajtottak végre, amikor kiléptek a fúvókából és kereszteződtek a keresztáramú gázokkal. A modell validálása után a veszélyes környezetben zajló alkalmazást magabiztosan modellezték, hogy az ügyfél számára optimalizált teljes permetoldatot biztosítson.

A PIV rendszer rövid időtartamú impulzusos lézert használ, amely áthalad egy divergens lencsén, hogy megvilágítsa a permet sík keresztmetszetét. A rövid lézerimpulzus hatékonyan lefagyasztja a permetcseppeket a helyükön a képalkotás közben. A cseppek szétszórják a lézerfényt, és egy kamera, amelyet a lézerimpulzus vált ki, a cseppeket a lézersíkban ábrázolja. A kamera lencséjéhez sáváteresztő fényszűrő van rögzítve, amely csak a lézer hullámhosszúságú fényének engedi átjutni a CCD-érzékelőhöz, lényegében eltávolítva a síkból kifelé eső összes cseppet.

Amint a cseppek áthaladnak a lézerlemezen, a kettős képkockák képe nagyon kicsi és ismert idő késéssel készül. Ezután a DaVis szoftvercsomagot keresztkorrelációs algoritmusok futtatására használják, hogy meghatározzák a részecskék kis csoportjának elmozdulását. Az ismert elmozdulási távolság / irány és a képpárok közötti ismert késleltetés kombinációja lehetővé teszi a helyi sebesség közvetlen kiszámítását. Ezt az eljárást a teljes képtartományon végzik, és meghatározzák a pillanatnyi cseppsebesség mező síkbeli ábrázolását. Számos pillanatnyi sebességmezőt általában megszereznek és felhasználnak egy átlagos átlagsebesség-mező eredményének létrehozására. Tipikusan vizet használnak permetezőközegként a PIV mérések során.

A PIV műszer nagy térbeli felbontású, pillanatnyi szórási sebesség mező eredményt biztosít. A pillanatnyi eredményeket átlagosan átlagos reprezentációkra lehet átlagolni. A rendszer működésbe léphet az átmeneti permetképződési hatások több cikluson át történő feloldása érdekében. A permet keresztmetszetének lézerlemez-megvilágításának nem tolakodó jellege kiváló minőségű sík permetezési sebesség mérést tesz lehetővé, amely lehetővé teszi a kétdimenziós permetezési jellemzők részletes megfigyelését.

A PIV rendszer nem nyújt cseppméret információt; így gyakran a sok cseppmérő mérőeszköz egyikével együtt használják további jellemzés biztosítására.