非牛顿流体微流场测量Micro-PIV系统研究
本文关键词:非牛顿流体微流场测量Micro-PIV系统研究 出处:《机床与液压》2017年11期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:介绍了一种专用于非牛顿流体微流动测量Micro-PIV系统,主要包括微流场激发、微流动观察记录与数据处理三大部分。针对非牛顿流体流动激发形式多样性的特点,微流场激发部分包括显微镜冷热台、波形发生器和磁场发生仪,可以产生激发非牛顿流体为流场所需的电、磁及温度场。观察记录部分主要包括荧光显微镜、CCD等,用于观察并记录荧光示踪粒子的运动,获取荧光示踪粒子运动的视频文件。数据处理部分用于将视频文件进行图像处理以得到所需流场数据。应用该系统对非牛顿流体5CB液晶在电场作用下所激发的微流动进行了测量,重点测量了液晶盒侧面的速度剖面图,所得到的试验结果与计算结果非常吻合,且比传统测量方法更加快速、准确。此外,对温度场变化产生的液晶缺陷进行了试验研究,得到了连续加热冷却状态下的液晶缺陷形成温度变化趋势,即形成缺陷的温度逐渐升高,从开始的31.25℃逐渐升高至34.4℃后保持平稳。
[Abstract]:A microfluidic measurement Micro-PIV system for non Newtonian fluid is introduced, which includes three parts: microfluidic excitation, microfluidic observation and data processing. In view of the diversity of the flow pattern of non Newtonian fluid, the excitation part of micro flow field includes microscope cold and hot stage, waveform generator and magnetic field generator. It can generate electric, magnetic and temperature fields that stimulate non Newtonian fluid as the flow field. The observation part mainly includes fluorescence microscope and CCD. It is used to observe and record the movement of fluorescent tracer particles, and obtain the video files for tracking the motion of particles. The data processing section is used to process the video file for image processing to obtain the required flow field data. The system is used to measure the microfluidics excited by electric field under the non Newtonian fluid 5CB, and the velocity profiles of the liquid crystal box are measured. The experimental results are in good agreement with the calculated results, and are faster and more accurate than the traditional ones. In addition, the liquid crystal defects produced by temperature field change were experimentally studied. The temperature change trend of liquid crystal defect formation under continuous heating and cooling state was obtained, that is, the temperature of defect formation increased gradually, and kept stable after starting from 31.25 to 34.4 degrees.
【作者单位】: 河南工业大学机电工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(11372003) 河南省高校科技人才(14HASTIT007)
【分类号】:O373
【正文快照】: 0前言随着激光和计算机图像处理技术的发展,粒子成像测速(PIV)系统得到了较大的发展,并以其非接触的优点提高了流场测量的准确性和快速性[1]。微机械电子系统(MEMS)的发展对PIV技术提出了更高的要求,为适应对微流场测量的需求,传统PIV测量与光学显微镜相结合产生了Micro-PIV技
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,本文编号:1347698
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