פעפוע של המשדרים פסיבי בזרימת הטיה למינריות

1. הכנת החלקים כדי לבנות את הגדרת הניסוי לנצל הציורים CAD תלת-ממד מצורף (בפורמט .stl) על 3D-הדפס למוצב מזרק מאגר, מחבר משושה, שתי צלחות כדי לשמש טעינות צינורות (שניים עבור כל הגיאומטריה).הערה: לחלופין, חלקים מסוימים של ההתקנה ניתן בחיתוך לייזר. בדו ח זה, הכיכר צינור עבה יש כבר רכוב עם צלחות בחיתוך לייזר, בעוד דק מלבני הצינור יש כבר רכוב עם צלחות מודפס 3D. להשיג צינורות קפילר זכוכית חלקה של הגיאומטריה הרצוי.הערה: בדו ח זה, שתי גיאומטריות pipe משמשים: צינור 30 ס מ באורך של חתך מרובע-חתך רוחב פנימי 1 מ”מ x 1 מ”מ, עובי הקיר 0.2 מ מ; צינור 30 ס מ באורך של חתך מלבני-חתך רוחב פנימי 1 מ”מ x 10 מ”מ, עובי 0.7 מ מ. צינור מרובע הוא מעתה ואילך המכונה הצינור עבה, ואילו הצינור מלבנית נחשבת הצינור הדק. 2. הרכבה של ההתקנה ניסיוני הקשה של החלקים מודפס 3D הקש על הפוסט מזרק לשני הצדדים באמצעות “1/8 (0.32 ס מ) NPT הקשה שבו יהיה מותקן על הזרקת מחטני וצבע קלט. הקש על המאגר מאחור עם ברז 10-32 שבו יותקן צינור ניקוז. הקש את חורי הברגים ארבע בהקשה 6-32 בחלק הקדמי של המאגר. הקש על היצירה מחבר משושה על החלק העליון והחלק התחתון באמצעות הקשה 6-32. הכנת החלקים מצותתים מודפס 3D מזרק פוסט מכסים את חוטי צינור טקסוס מתאים עם PTFE אטימה קלטת. בורג ההתאמה מוכן אל החור האחורי של פוסט מזרק. חותכים פיסת ס מ באורך 30 צינורות פלסטיק (הקוטר הפנימי 3.30 מ מ). הכנס את הצינורית על מתאם צינור. לכסות את החוטים של המחט שחולק מפלדת (הקוטר החיצוני 0.71 מ”מ) עם PTFE אטימה קלטת. בורג המחט מפלדת שחולק על החור (גדול) קבלה על גבי הפוסט מזרק. מאגר מים מכסים את חוטי צינור טקסוס קטן מתאים עם PTFE אטימה קלטת. בורג ההתאמה מוכן אל החור האחורי של המאגר (חור קטן יותר). חותכים פיסת ס מ באורך 30 צינורות פלסטיק (הקוטר הפנימי 3.30 מ מ). הכנס את הצינורית על גבי מתאם צינור. סגור את הקצה השני של הצינור עם כובע קטן.הערה: זו תהיה מערכת ניקוז עבור המאגר. מקום קונדום o-ring (עמידות שמן לבונה-N o-ring, 1 / “16” (0.16 ס”מ) רוחב שברים, מקף מס 016) המיתון מעגלית בקצה הצינור של המאגר. מחבר משושה מכסים את חוטי צינור טקסוס קטן מתאים עם PTFE אטימה קלטת. בורג ההתאמה מוכן אל החור התחתון של המחבר משושה. חותכים פיסת ס מ באורך 30 צינורות פלסטיק (הקוטר הפנימי 3.30 מ מ). הכנס את הצינורית על מתאם צינור. מכסים מתאם צינור עם איטום מצופפי בלם זעזועים. הקפד לכסות את מתאם צינור הולך נגד החוטים. חותכים פיסת ס מ באורך 4 צינורות פלסטיק (הקוטר הפנימי 3.30 מ מ). הכנס את הצינורית על מתאם צינור. להכין את הצינור להפיץ שכבה דקה של RTV גומי איטום 2 מ מ בלבד בכל קצה של הצינור. להפיץ את חומר האיטום באופן שווה סביב החלק החיצוני של הצינור, לוודא שלא להכשיל את הגישה צינור עם חומר האיטום. לטעון את הצינור על גבי הלוחות הדפסת תלת-ממד על-ידי הוספתו בזהירות לתוך החורים חתוכות מראש על המתאמים הצינור מודפס 3D. ודא לדחוף את הצינור בלפחות 2 מ מ, כך חומר האיטום לאורך כל צד יוצר קשר עם הצלחות. בזהירות להפיץ חומר האיטום אל הקצה של הצלחת כך הצינור מקבל אטום לתוך אזור החיתוך. המתן לפחות 12 שעות עבור חומר האיטום באופן מלא vulcanize ובכך איטום הצינור על גבי הלוחות. למדוד 0.40 גר’ אבקת fluorescein להכין את הפתרון לצבוע. לדלל אבקה לתוך 0.50 לליטר מים מזוקקים כדי להשיג את ריכוז הצבע הרצוי (ריכוז 0.80 g/L).הערה: diffusivity של fluorescein במים מוערך על ידי ביצוע שריבועים מתאים של הביטוי אנליטי עבור מומנט ההתמד של ההתפלגות מעקב cross-sectionally בממוצע ב גאומטריה צינור עגול14 ניסיוני מידת באותה הכמות. המקדם פעפוע מוערך κ = 5.7 x 10-6 ס מ2/s, בקנה אחד עם הערכים שפורסמו בעבר של diffusivity של fluorescein במים טהורים. הרכבה משאבת מזרק מלכודת ממלאים מזרק פלסטיק 12 mL פומפה גומי עם מים מזוקקים. הוסף טיפ שחולק פלסטיק על גבי המזרק. לטעון המזרק אל משאבת מזרק א התחבר המזרק 30 ס מ באורך צינור בחלק התחתון של המחבר משושה. ממלאים מזרק פלסטיק 1 מ”ל פומפה גומי עם מים מזוקקים. לטעון את המזרק אל משאבת מזרק א לחתוך חתיכה 30 ס מ באורך של צינורות פלסטיק (הקוטר הפנימי 3.30 מ מ). לצרף את זה במזרק פלסטיק 1 מ”ל.הערה: שני מזרקים מלאים מים מזוקקים הם רכובים על משאבת מזרק א כפי המשאבה מופעל, מים ב’מגש מ שני מזרקים. הראשון כדי לשמש הוא המזרק 12 מ ל, כך המזרק 1 מ”ל צריך להיות מחובר צינור ניקוז כדי למנוע כתמי מים. השלב זה לא הכרחי עבור צינור דק מלבני. התקנת מזרק ממלאים מזרק פלסטיק 3 מ”ל פומפה גומי עם הפתרון fluorescein. הוסף טיפ שחולק פלסטיק על גבי המזרק. לצרף את הצינור מחובר בגב של מזרק המזרק לצבוע. למלא את ההודעה מזרק עם הפתרון לצבוע בהזרקת צבע דרך המזרק באופן ידני תוך החזקת את ההודעה מזרק אופקית (כלומר. עם מחט אוריינטציה כלפי מעלה, מעל המזרק). המשיכי לדחוף את המזרק עד מזרק מלא של צבע, אין אוויר לכוד בפנים. לטעון את המזרק אל משאבת מזרק ב’ מהדק מזרק פוסט על קצה הספסל מעבדה באופן זה הינו נגיש באמצעות הצינור מחובר את משאבת מזרק. הכנס דיסקיות קטנות על ארבעת הברגים ארוך (חוט ברגים במכונה פיליפס ראש פאן נירוסטה 6-32, 2-1/4 פלייר (5.76) ס”מ). הכנס את ארבעת הברגים ארבעה חורים המקיפים את המחט.הערה: ודא ראש הבורג הוא על הגב של פוסט מזרק (באותו צד כמו הצינור מחובר המזרק צבע). מחבר משושה מקום שני-טבעות O (עמידות שמן לבונה-N o-ring, 1 / “16” (0.16 ס”מ), רוחב שברים מקף מס 016) המגרעות מעגלית בכל צד של המחבר משושה. חברו המחבר משושה מזרק פוסט על ידי יישור חוריו ארבעת הברגים ומחדיר אותו עליהם. ודא שיש את הצד עם החור גדול יותר מול הדואר מזרק. בדוק וודא כי o-ring לא זזה מהמקום כאשר כשכרטיס בין שני חלקי. צינור לצרף אחד הלוחות-הקצה מחובר לצינור למחבר משושה על ידי יישור חוריו ארבעת הברגים והכנסתו לעברם. שים לב כדי שהמחט אשר צריך להזין את הצינור כמו להיות נטענה. אבטח את ארבעת הברגים ארוך כדי לדחוס ביחד את מזרק המחבר משושה, את הצלחת מתאם צינור-על-ידי צירוף 4 6-32 פלדת אל-חלד אגוזים בסוף המנעולים ארוך. ודא כי הטבעות הו לא זז מהמקום כאשר כשכרטיס בין החלקים. לצרף בצד השני של הצינור המאגר באמצעות 4 ברגים קצר ודיסקיות (חוט ברגים במכונה פיליפס ראש פאן נירוסטה 6-32, 1/2″(1.27 ס מ) אורך). בדוק o-ring לא זזה מהמקום כשהוא דחוס בין שני חלקי. תהדק את המאגר לשולחן. ודא כי המאגר מיושר עם הדואר מזרק שלא לכופף את הצינור. אוויר מערכת חילוץ: הוסף טיפ שחולק פלסטיק לתוך הצינורית מחוברת לחלק העליון של המחבר משושה. לצרף מזרק 3 מ”ל הטיפ פלסטיק.הערה: המזרק ישמש כדי לחלץ את כל בועות אוויר לכוד בתוך המערכת. אורות, מצלמה מקום שני 61 ס מ באורך קרינת UV-A צינור אורות בכל צד של ההתקנה ניסיוני.הערה: יש מסלול מעוצב במיוחד בכל צד של מזרק וגם מאגר מים. הניסוי צריכה לפעול בחושך עם האורות צינור קרינת UV-A מופעלת. מקום מצלמה עם כרטיס זיכרון מעל הגדרת הניסוי פונה כלפי מטה.הערה: המצלמה רצוי למקם לפחות 1 מ’ מעל רכיב ה-pipe. בדרך זו, המסגרת יכלול את אורך הצינור כולו. השתמשו מצלמת DSLR עם עדשה של עדשה של אורך המוקד מתכווננת, 24-120 מ מ. לתכנת את המצלמה באמצעות שלט מרחוק כדי לצלם תמונות כל 1 s עם צמצם 5.6f, מהירות צמצם 5 ו ISO 200. 3. לפעול ניסיונית תוכנית ההתקנה למלא את המאגר מים מזוקקים לרמה מעט מעל רכיב ה-pipe. למלא צינור מים מזוקקים על-ידי לחיצה על משאבת מזרק. תדליקו את האורות קרינת UV-A צינור ומשוך את וילונות האפלה. הפעל את משאבת מזרק לתכנות כדי לשטוף את הצינור של כל צבע שיורית. קחו תמונת ייחוס בודדת של צינור מלא במים מזוקקים טהור.הערה: זהו ההפניה כי ייעשה שימוש בעיבוד נתונים צעדים לאחר מכן. התמונה הזאת צריך להילקח בחושך בתנאים הדומים ככל האפשר לפעול ניסיונית. להחליף את הצינור מתחבר פוסט מזרק במזרק 1 מ”ל רכוב על משאבת מזרק א התחבר המזרק 12 mL כדי צינור ניקוז (בעבר מחובר המזרק 1 מ”ל).הערה: השלב זה לא הכרחי עבור צינור דק מלבני. תנאי ראשוני להזריק גוש 1 מ מעבה של צבע (3 מ מעבה בים מלבני דק) בצינור על-ידי הפעלת המשאבה מזרק אנלוגי B.הערה: שלב זה יוצר את התנאי הראשוני של צבע. כמות צבע מוזרק תלוי הגיאומטריה של רכיב ה-pipe בשימוש. צינורית דקה דורש כמות גדולה של צבע כי אזור חתך הרוחב שלו הוא גדול יותר. לפני הפעלת ניסיוני, לצבוע יהיה מפוזר על פני חתך הרוחב, הזרקת כמות גדולה של צבע ומבטיח שזה יהיה מספיק פיקח. להיות בשבי תמונות אפילו אחרי זה יש ליישב. משאבת מזרק תוכנית כדי להזריק מים מזוקקים בקצב הזרימה איטית מאוד של 0.193 mL/h עבור צינור מרובע עבה (קצב הזרימה הוא 1.93 mL/h על הצינור מלבני דק). הפעל את משאבת מזרק 5 דקות לאפשר את בולוס של צבע כדי להעבירם הצינור מן המחט.הערה: לאחר 5 דקות, לצבוע צריך להיות כ- 1 ס מ מן המחט. הגדלת קצב הזרימה לפי סדר גודל אחד של הצינור הדק הוא מכיוון שאמצעי האחסון של צינור דק פי 10 של הצינור עבה. משוך את המזרק לצבוע לאחור באופן ידני, מוודא שלצבוע לא מגיע את המחט.הערה: פעולה זו תבטיח כי אין מים בסוף המחט מזוקקים כך לצבוע יותר להיות מפוזרים לתוך הצינור במהלך הריצה ניסיוני. לחכות זמן tw > t *d עבור בולוס לצבוע לפזר על פני חתך הרוחב של הצינור.הערה: זמן המפזרת t *d = b2/κ מחשיב את b אורך האופיינית להיות חצי בצד חתך זמן. בדרך זו של מחשוב זמן ההמתנה היא להכליל את כל חתך עם הבחירה המתאימה של b. לתוצאות הנציגה שלנו, זמן ההמתנה היה 15 דקות עבור צינור מרובע עבה ו- h 15 עבור צינור דק מלבני. זרימה תוכנית משאבת מזרק א’ את קצב הזרימה הרצויה של 1.93 mL/h עבור צינור מרובע עבה ו- 19.3 mL/h על הצינור מלבני דק. להתחיל את משאבת מזרק וההדק מרחוק על המצלמה באותו זמן. הפעל את הניסוי במשך 5 דקות, עם מרווח בין תמונות של 1 s. תדליק את האורות בחדר, קח תמונה של שליט ממוקמים באותו גובה כמו צינור מקביל לו.הערה: זה יעזור לקבוע את קנה המידה של אורך (פיקסלים/מ מ) בשימוש עיבוד נתונים. 4. עיבוד נתונים לחלץ את כרטיס הזיכרון מהמצלמה, להוריד את הנתונים למחשב שבו ייעשה שימוש בתוכנת עיבוד תמונה לנתח את זה. ניתוח MATLAB תחילה להחסיר נורה תמונה הפניה (שלב נקרע ב 3.1.3) מתוך התמונה ניסיוני הראשון. לחתוך את התמונה לאורך שולי העליון והתחתון של הצינור. ודא לסובב את התמונה אם הצינור לא מיושר עם המסגרת. סכום הקריאה בעוצמה של הערוץ הירוק אנכית בתמונה המתקבלת.הערה: זה הוא יחסי עוצמת צבע חתך הרוחב הכולל כפונקציה של האורך לאורך הצינור. המרת יחידות אורך מפיקסלים מ”מ באמצעות ציר אורך פיזי מ כיול התמונה (ראה שלב 3.3.3). חזור על כל שאר התמונות. התוצאה ברצף זמן של עקומות מדידת ריכוז צבע הכולל לאורכו של הצינור.