진공 장치는 매우 중요합니다. 고정밀 유체 실험에 필요한 광학 선명도를 보장하기 때문입니다. 주요 기능은 유체 주입 전에 아크릴 패킹으로 채워진 용기에서 공기를 제거하여 미세한 틈에 갇힌 잔류 공기까지 완전히 제거하는 것입니다.
기포를 제거함으로써 진공 공정은 이미지 품질을 손상시키는 레이저 산란 및 반사를 방지합니다. 이를 통해 레이저 유도 형광(LIF) 이미지가 그림자 없이 유지되어 정확한 패킹 속도 계산과 정밀한 유동장 측정이 가능합니다.
광학 간섭의 물리학
미세 틈에서 공기 제거
종종 아크릴 패킹으로 표현되는 시뮬레이션 스크랩 강철 층은 수많은 공극으로 구성된 복잡한 구조를 만듭니다.
공기는 이러한 패킹 재료 사이의 미세한 틈에 자연스럽게 갇힙니다.
단순한 유체 주입만으로는 이 공기를 완전히 제거하기 어려운 경우가 많습니다. 유체를 도입하기 전에 용기를 완전히 비우기 위해 진공 장치가 필요하며, 이를 통해 완전히 채울 수 있습니다.
산란 및 반사 방지
실험층에 공기가 남아 있으면 진단 장비와 부정적으로 상호 작용합니다.
공기 방울은 조명 시 상당한 레이저 산란 및 반사를 일으킵니다.
이러한 산란은 빛의 경로를 방해하여 레이저 시트가 유체와 패킹 재료를 균일하게 비추지 못하게 합니다.
데이터 무결성에 대한 결과
LIF 이미지의 그림자 방지
레이저 유도 형광(LIF) 기술에서는 명확한 광학 접근이 가장 중요합니다.
기포에서 산란된 빛은 결과 이미지에 그림자를 만듭니다.
이러한 그림자는 시야를 가려 유체, 패킹 재료 및 공극 공간을 정확하게 구별할 수 없게 만듭니다.
측정 정확도 보장
그림자와 광학 아티팩트의 존재는 정량적 오류로 이어집니다.
특히, 이러한 아티팩트는 소프트웨어가 그림자를 고체 물체나 공극으로 잘못 해석할 수 있으므로 부정확한 패킹 속도 계산을 초래합니다.
또한, 기포에서 발생하는 광학 노이즈로 인해 유체 움직임 추적이 중단되므로 유동장 측정이 신뢰할 수 없게 됩니다.
피해야 할 일반적인 함정
유체 변위에 의존
흔한 오류는 유체 주입 과정만으로 모든 공기를 밀어낼 것이라고 가정하는 것입니다.
진공 없이는 좁은 기하학적 구조에 잔류 공기 방울이 필연적으로 남아 있습니다.
이러한 부주의는 카메라나 레이저 설정의 품질에 관계없이 결과 데이터에 상당한 오류가 발생하기 쉽게 만듭니다.
실험 정밀도 보장
유체 역학 데이터의 신뢰성을 극대화하려면 다음을 고려하십시오.
- 이미지 품질이 주요 초점인 경우: LIF 시각화를 저하시키는 레이저 산란 및 그림자를 제거하기 위해 진공 단계를 우선시하십시오.
- 정량적 데이터가 주요 초점인 경우: 진공 장치를 사용하여 패킹 속도 및 유동장 측정이 광학 아티팩트로 인해 왜곡되지 않도록 하십시오.
진공 장치의 사용은 단순한 준비 단계가 아니라 유효한 실험 데이터를 얻기 위한 근본적인 전제 조건입니다.
요약 표:
| 특징 | 기포의 영향 | 진공 장치의 이점 |
|---|---|---|
| 광학 선명도 | 레이저 산란 및 반사 유발 | 균일한 레이저 시트 조명 보장 |
| 이미지 품질 | LIF 이미지에 그림자 생성 | 선명하고 그림자 없는 시각화 생성 |
| 데이터 정밀도 | 패킹 속도 계산 왜곡 | 정확한 정량 분석 가능 |
| 흐름 분석 | 유동장 측정 방해 | 신뢰할 수 있는 유체 추적 데이터 제공 |
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참고문헌
- Manabu Tange, K. Tsutsumi. Relationship between the Nonuniformity of Packed Structure and Fluid Permeability in a Model Scrap Preheating Vessel. DOI: 10.2355/isijinternational.isijint-2023-458
이 문서는 다음의 기술 정보도 기반으로 합니다 Kintek Furnace 지식 베이스 .
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