Pomiar pól prędkości mikroprzepływów za pomocą metody mikro-PIV

• Autorzy: Tański M. , Kocik M. , Barbucha R. , Garasz K. , Mizeraczyk J.

Warianty tytułu

EN

Measuring of the fluid flow velocity map with micro-PIV method

• Konferencja: Sympozjum Naukowe AKTUALNE PROBLEMY W METROLOGII 2013 (II ; 16.09.2013 ; Gdańsk, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono metodę oraz wyniki pomiarów pól prędkości cieczy płynącej wewnątrz mikrokanału. W tym celu zastosowano metodę mikro-PIV (micro Particle Image Velocimetry). Metoda ta umożliwia pomiar prędkości pola przepływu cieczy na podstawie analizy toru ruchu cząstek posiewu płynących wraz z cieczą. Jako posiew zastosowano kulki żywicy melaminowej (o średnicy 10 μm) domieszkowane rodamina B. Badana objętość mikrokanału umieszczona została pod mikroskopem optycznym i oświetlona, dwoma krótkimi impulsami światła laserowego o długości fali 532 nm. Pod wpływem promieniowania laserowego rodamina B obecna w kulkach posiewu emitowała promieniowanie fluorescencyjne o długości fali 595 nm, które rejestrowano za pomocą zamontowanej do mikroskopu kamery CCD z zestawem filtrów optycznych. Analizując zmianę położenia kulek posiewu na dwóch kolejnych zdjęciach, odpowiadających dwóm kolejnym impulsom laserowym, wyznaczono przesuniecie cząstek powiewu w danym czasie. Na tej podstawie wnioskować mona o rozkładzie pola prędkości cieczy płynącej w mikrokanale.

EN

In this paper a micro-PIV method for measuring a velocity map of the fluid flow in microchannels is presented. The micro- PIV method is based on the traditional Particle Image Velocimery (PIV) method and is applied for microscale measurements. In the micro-PIV method, velocity maps are obtained with the algorithm of displacement tracking of seed particles which are introduced into the fluid flow. Plastic balls filled with fluorescent rhodamine B of the diameter of 10 μm are used as seed particles. The experimental test stand consisted of an optical microscope with a CCD camera equipped with a set of optical filters, a twin Nd:YAG laser (wavelength = 532 nm), a Dantec timerbox unit and a computer with the software for data analysis. Seed particles are activated with laser radiation and emit the fluorescent light of = 592 nm which is captured with the CCD camera. The trace of the seed particles is calculated using computer algorithms. Fluid velocity maps are calculated on the base of the calculated trace of the seed particles.

Słowa kluczowe

PL

metoda PIV; mikroprzepływy; pole prędkości cieczy

EN

PIV method; microflow; velocity maps

• Wydawca: Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 34
• Strony: 71--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys.

Twórcy

autor

Tański M.

• Instytut Maszyn Przepływowych im. R. Szewalskiego PAN, 80-231 Gdańsk, ul. Fiszera 14 tel.: [phone]

autor

Kocik M.

• Instytut Maszyn Przepływowych im. R. Szewalskiego PAN, 80-231 Gdańsk, ul. Fiszera 14 tel.: [phone]

autor

Barbucha R.

• Instytut Maszyn Przepływowych im. R. Szewalskiego PAN, 80-231 Gdańsk, ul. Fiszera 14 tel.: [phone]

autor

Garasz K.

• Instytut Maszyn Przepływowych im. R. Szewalskiego PAN, 80-231 Gdańsk, ul. Fiszera 14 tel.: [phone]

autor

Mizeraczyk J.

• Instytut Maszyn Przepływowych im. R. Szewalskiego PAN, 80-231 Gdańsk, ul. Fiszera 14 tel.: [phone]
• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Elektryczny, 81-225 Gdynia, ul. Morska 81-87

Bibliografia

• 1. Santiago J.G., Wereley S.T., Meinhart C.D., Beebe D.J., Adrian R.J.: A micro particle image velocimetry system, Exp. Fluids Nr 25, Berlin 1998, s. 316-319.
• 2. Meinhart C. D., Wereley S. T., Santiago J. G., PIV measurement of a micro channel flow, Exp. Fluids Nr 27, Berlin 1999, s. 414-419.
• 3. Meinhart C.D., Wereley S.T., Gray M.H.B., Volume illumination for particle image vkelocimetry, Meas. Sc. Tech. Nr 11, Bristol 2000, s. 809-814.
• 4. Wereley S., Gui L., Meinhart C., Advanced algorithms for microscale particle image velocimetry, AIAA J. Nr 40, Reston 2002, s. 1047-1055.
• 5. N. Nguyen, X. Huang, T.K. Chuan, 'MEMSMicropumps: A Review, J. Fluids Eng. Nr 124, Nowy Jork 2002, s. 384-392.
• 6. J. Seyed-Yagoobi, Electrohydrodynamic pumping of dielectric liquids, J. Elect. Nr 63, Amsterdam 2005, s. 861-869.