ВНИМАНИЕ! Все переключения в установке производятся только преподавателем!
8. Обработка экспериментальных данных
Целью эксперимента является исследование распределения капель диспергируемой жидкости по размерам, а также исследование влияния дополнительной подзарядки капель на искомое распределение. Обработка результатов эксперимента проводится при покадровом просмотре записи струи слабопроводящей жидкости с помощью специальной программы, написанной на языке Matlab с участием студентов направления «Прикладные математика и физика» физического факультета. Внешний вид интерфейса этой программы представлен ниже (рис.8.1). В процессе работы программы производится разложение изображений на полукадры, выполнялась фильтрация (растяжение гистограммы, компенсация фона, морфологические операции эрозии и наращения) и, затем, операция бинаризации. Далее на полученных чёрно-белых кадрах вручную выбирается четко очерченные капли, и программа автоматически определяла их радиус.
Рисунок 8.1. Интерфейс программы для определения размеров капель, получаемых при работе ЭГД–насоса.
По записанным данным обрабатывается выборка примерно из 1000 капель. Результат обработки полученных кадров представлен на рис.8.2. Для повышения достоверности вычислений использовались только самые четкие капли, размеры которых слабо зависят от порога бинаризации изображения.
Рисунок 8.2. Распределение капель по размеру.
Чтобы одни и те же капли не учитывались несколько раз, имеет смысл производить обработку только одного полукадра из 3÷6. Наиболее достоверный вариант, который следует из оценки времени полета капли t↓↑ в поле зрения видеокамеры – это обработка 1 полукадра из 6:
,
где Vmax – скорость капли при вылете из распылителя; g – ускорение свободного падения (9,81 м/с2), h – высота части фонтана, попадающей в область захвата камеры. Таким образом, при h = 2 см (та часть фонтана, которая попадала в поле зрения видеокамеры) время полёта капли составляет t↑↓ =0,12 сек., что соответствует длительности 6 полукадров.
9. Контрольные вопросы
1. Каковы причины появления электрогидродинамических течений?
2. При помощи каких устройств происходит оцифровка графической информации?
3. Каковы основные свойства ЭГД-течений?
4. Какие параметры влияют на эффективность работы ЭГД-насоса?
10.Литература
1. Бортников B.C., Рубашов И.Б. Эдектрогидродинамическиее эффекты и их применение. // Магнитная гидродинамика, 1976,» I. с.23-34.
2. Янтовский Е.И., Апфельбаум М.C. О насосном действии тонкого высоковольтного электрода в слабопроводящей диэлектрической жидкости. //Журнал технич.физики, 1980. Т.50. » 7. с.I6II-I520.
3. Стишков Ю.К., Остапенко А.А. Электрогидродинамические течения в жидких диалектриках. Л. Изд-во ЛГУ. 1989. 175 С.
4. Борисов В.А. Разработка и исследование ионно-конвекционного насоса со специальной формой коллектора. Автореферат диссертации на соискание ученой степени ктн. Ленинград. 1989. 16 С.
5. Ширяева С.О., Григорьев А.И. “Релаксационные и технологические временные масштабы явления электродиспергирования жидкости“ ЭОМ 2/ 94г.
6. Ширяева С.О., Григорьев А.И. “Критические условия неустойчивости капли электропроводной жидкости в среде, через которую течёт электрический ток” ЭОМ 3/94 г.
7. Нагорный В.С. Левченко Ю.А. Электрокаплеструйная автоматика в производстве химических нитей. С-Пб. И-во «Политехника», 2001,231с.
8. Безруков В.И., Основы электрокаплеструйных технологий, С-Пб, Судостроение, 2001.-240с.
9. Богданов В. Стишков Ю.К. Экспериментальное исследование ЭГД-распылителя. Сборник трудов конференции Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей. С-Пб, 1998, с.214-218.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.