Что такое Velocimeter?

Велосиметр - это устройство, используемое для измерения скорости жидкостей и газов. Некоторые велосиметры измеряют движения частиц, которые были взвешены в жидкости, в то время как другие используют только отраженный свет от лазеров. Исследование скорости жидкостей и газов называется велосиметрией.

Велоциметр может быть использован для измерения двух различных видов динамики жидкости. «Лагранжева спецификация поля потока» - это когда частицы падают в жидкость и наблюдаются их движения. Это похоже на наблюдение за тем, как палка переносится током или попадает в вихрь. «Эйлерова спецификация поля потока» наблюдает определенную точку потока в течение определенного периода времени. Это аналогично тому, чтобы сидеть на берегу и смотреть один изгиб реки.

Частицометрия - это когда частицы попадают в воду и измеряется их скорость. Частицы могут представлять собой мельчайшие капли воды или масла или гранулы металла и стекла. Велоциметр измеряет скорость этих частиц, фотографируя их в одной точке их движения в потоке. Тогда еще одна фотография приурочена к нескольким моментам позже. Две фотографии будут сопоставлены, и будет определена общая скорость жидкости.

«Камера», используемая для фотографирования частиц, - это лазерный луч. Две линзы сглаживают и расширяют луч, чтобы создать короткую вспышку, которая затем анализируется для создания двумерного или 2D-изображения. Лазеры используются потому, что частицы являются быстро движущимися и микроскопическими. Обычный объектив камеры не может открываться и закрываться достаточно быстро, чтобы запечатлеть их движения.

Другой тип велосиметра называется доплеровским велосиметром. В этом типе велосиметрии отражения света измеряются вместо частиц. Например, велосиметр направляет лазерный луч по артериям пациента, и то, как свет отражается от движущейся крови, скажет технику, насколько хорошо кровь циркулирует. Этот тип измерения происходит от эффекта Доплера, когда скорость света может быть оценена путем измерения частоты волны относительно наблюдателя.

Велоциметрия имеет много практических применений. Велосиметр может определять «завихрение» газов и жидкостей в двигателях внутреннего сгорания, печах, распылительных сушилках и химических перерабатывающих заводах. Знание того, как жидкости перемещаются в машинах, помогает проектировщикам противостоять износу и диагностировать проблемы, а также общую практичность системы. Поскольку лазерная велосиметрия неинвазивна, ее также можно использовать как часть медицинских процедур.