خانه / دوربینها / سرعت سنجی تصویری ذرات (PIV)

سرعت سنجی تصویری ذرات (PIV)

سرعت‌سنجی تصویری ذرات یکی از روش های اندازه گیری میدان سرعت سیال می باشد. مکانیزم سرعت سنجی تصویری ذرات بسیار ساده است در عین حالی‌که تجهیزات مورد استفاده در آن اغلب بسیار گران قیمت می‌باشد. در روشPIVابتدا نور لیزر تابانده می­شود، این نور به کمک لنزهای مخصوص به صورت صفحه درآمده شکل 1 و ناحیه ای درون سیال را روشن می­کند. سیال شامل ذراتی است که به منظور مشخص کردن موقعیت به درون آن به غلظت مناسب تزریق شده­ اند. با گرفتن دو عکس متوالی با دوربین دیجیتال و ارسال آن­ها به کامپیوتر عکس­ها ذخیره می­گردند. سپس به کمک الگوریتم عددی با مقایسه این دو عکس میزان جابجایی ذرات تعیین می­گردد. در ساده ترین روش که از یک دوربین استفاده می‌شود، می‌توان دو مؤلفه سرعت جریان را در یک صفحه نوردهی شده اندازه‌گیری کرد. نمونه ای از این آزمایش در شکل 2 برای سرعت سنجی اسپری مشاهده می شود.

سرعت سنجی تصویری ذرات
سرعت سنجی تصویری ذرات
این روش دارای مزایا و معایبی است. اولین مزیت این روش سرعت سنجی غیر مخرب است. در حالی­که روش هایی مثل سیم داغ و لوله پیتوت در جریان سیال اختلال ایجاد می­کنند. با انتخاب مناسب ذرات که تا حد امکان خواص آن­ها شبیه خواص سیال مورد آزمایش باشد، این روش هیچ­گونه تداخلی در جریان سیال ایجاد نمی­کند. دومین مزیت این روش این‌ است که امکان محاسبه کل جریان سیال در یک لحظه را فراهم می­کند. در حالی که با روش­های سیم داغ یا لوله پیتوت باید کل وسیله سرعت سنجی را در جریان سیال جابجا کنیم و در صورتی­که جریان ناپایدار باشد این امر مشکل ساز خواهد بود. همچنین اگر سرعت دوربین مورد استفاده بالا باشد، می­توان پدیده­ های پرسرعت را در سیال مشاهده نمود. این روش یک میدان سرعت دو بعدی به دست می­دهد که با به کاربردن روش‌های دیگر می­توان میدان­ های سرعت سه بعدی را نیز به دست آورد.

علاوه بر مزایای ذکر شده روش سرعت سنجی ذرات دارای معایبی نیز می‌باشد. از جمله این که در این روش ذراتی به داخل سیال اضافه می­شود. این ذرات به هر حال به طور کامل از الگوی جریان سیال پیروی نمی­کنند. همچنین ذرات اضافه کننده ممکن است خواص سیال مورد آزمایش را تغییر دهند. در صورت استفاده از یک دوربین نمی­توان الگوی جریان سیال در پدیده­ های با جریان سه بعدی را به دست آورد و جریان­های سه بعدی در این حالت سبب بروز خطا در نتایج آزمایش می­گردند. در این روش سرعت متوسط جریان سیال در حال اندازه ­گیری است. دیگر عیب این روش این است که امکان خروج ذرات اضافه شده از صفحه لیزر وجود دارد که سبب ایجاد خطا در نتایج آزمایش می­گردد.

PIV Camera
PIV Camera
error: