流态化的科学与美感
流体动力学
2013-11-06 v1
摘要
高颗粒浓度的颗粒流在许多领域都很重要，包括化学加工、制药加工、能量转换和粉末输送。然而，尽管经过数十年的研究和工业应用，颗粒流场的实时行为仍未被充分理解。主要原因之一是在这种恶劣、不透明的颗粒流环境中难以获取实验数据。在本部面向流体运动画廊的教育视频中，展示了利用新型专利高速颗粒成像测速 (high speed PIV) 技术获取的高速视频。该技术由美国能源部国家能源技术实验室 (NETL) 开发。它首次被应用于观测和测量高颗粒浓度颗粒流场内单个颗粒运动的实时行为。高速 PIV 系统以极佳的空间和时间清晰度记录颗粒运动的高速视频。对这些高速视频进行分析，以测量单个颗粒的浓度和二维运动（速度和轨迹）。速度矢量的数据采样率在每秒 0.1 到 300 万个矢量之间，从而提供了颗粒速度时域的全分辨率。为了在高颗粒浓度下观测和测量流场内的颗粒运动，将定制的内窥镜插入颗粒流场中。如果颗粒足够小（具有足够低的 Stokes 数）以跟随气体/流体流动，颗粒追踪技术可以测量气体和流体流动。在快速混合区域（如湍流尾流），颗粒追踪可以提供比基于互相关的传统 PIV 分析更好的空间分辨率。关键词：流体动力学视频，颗粒追踪，流态化
引用
@article{arxiv.1311.1058,
title = {The Science and Beauty of Fluidization},
author = {Frank Shaffer and Balaji Gopalan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.1058},
year = {2013}
}
备注
APS Gallery of Fluid Motion entry number 102371