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2024
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大恒图像案例分享:液滴撞击固体表面研究
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2024-09-02 15:12:53来源: 中国大恒(集团)有限公司北京图像视觉技术分公司

液滴撞击固体表面的现象广泛存在于自然界和各种工业过程之中,如雨滴撞击地面、燃料喷雾和燃烧、印刷喷墨打印、材料涂层和喷涂以及医疗药品雾化等,涉及工业制造、汽车、航空航天、农业生产、生物医学、环境科学与气候研究等多个领域。研究液滴撞击固体表面的动力学行为及其影响因素对于优化这些领域的工业流程,提高产品性能和质量、以及推动材料、建筑、农业、生物、环境等科学的研究有重要意义。

大恒图像针对多领域的用户需求,提供了研究液滴撞击固体表面的解决方案,可以更加清晰地观察和分析液滴撞击固体表面的全过程,揭示液滴撞击背后的物理机制,进而实现对液滴撞击固体表面过程特性的全面研究。

方案概述

液滴撞击固体表面后,根据液滴的黏度、密度以及壁面张力、粗糙度、润湿性的不同,表现出多种复杂的动态行为,包括铺展、飞溅、滑动、回缩、沉积和反弹等。这些动态行为受到液滴的体积、速度、表面张力以及壁面状态等因素的综合影响,反映了液滴与壁面相互作用的复杂性。通过对液滴撞击前后点位移的测量、最大铺展直径的确定、滑移距离的评估以及表面倾斜角度对液滴行为影响的探究,实现对液滴撞击行为的系统观察和分析,不仅可以揭示液滴与撞击固体表面之间的相互作用机制,也可以为相关工业应用和材料设计提供宝贵的实验数据和理论支持。

方案展示

大恒图像液滴撞击固体表面解决方案的具体流程如下图所示。方案选用大恒图像代理德国品牌Optronis 200万像素高速相机对水滴撞击固体表面的瞬间进行精确捕捉,拍摄视野116mm×65mm,相机帧率可达1087fps,CoaXPress数据接口可实现高速图像数据传输。同时借助DH-Stream存储软件实现30min长时间连续录制,该软件能够处理并存储大规模的高帧率数据,确保每一帧图像数据都能被完整记录,将相机的原始数据直接实时保存到计算机本地,保证用户得到高品质的不失真图像。

系统搭建

通过高速相机捕捉到的高质量图像数据,可以清晰地观察到液滴在撞击固体表面时经历的多个阶段:液滴形变、液滴撞击产生的铺展、液滴撞击后的回缩、可能的二次撞击,以及液滴的最终形态(如形成残留液膜或液膜破碎),对铺展后所能达到的最大直径及时间,碰撞接触面粗糙度、润湿性、温度、接触角、液体表面张力等进行进一步的研究,分析液滴与固体表面相互作用的动态过程及其影响因素。

液体撞击固体表面的过程

DH-Stream存储软件

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