سرعتسنجی تصویری ذرات یکی از روشهای اندازه گیری میدان سرعت سیال میباشد. مکانیزم سرعت سنجی تصویری ذرات بسیار ساده است. در عین حال تجهیزات مورد استفاده در آن اغلب بسیار گران قیمت میباشند. در روشPIVابتدا نور لیزر تابانده میشود، این نور به کمک لنزهای مخصوص به صورت صفحه درآمده شکل ۱ و ناحیهای درون سیال را روشن میکند. سیال شامل ذراتی است که به منظور مشخص کردن موقعیت به درون آن به غلظت مناسب تزریق شدهاند. با گرفتن دو عکس متوالی با دوربین دیجیتال و ارسال آنها به کامپیوتر عکسها ذخیره میگردند. سپس به کمک الگوریتم عددی با مقایسه این دو عکس میزان جابجایی ذرات تعیین میگردد. در ساده ترین روش، میتوان دو مؤلفهی سرعت جریان را در یک صفحه نوردهی شده اندازهگیری کرد. نمونهای از این آزمایش در شکل ۲ برای سرعت سنجی اسپری مشاهده میشود.
![AWT IMAGE](./files/sprl/Image_(jpg)/3.8.jpg)
شکل ۲ ایجاد صفحهی روشن در جریان سیال به کمک ترکیب لنز استوانهای و کروی[۱]
این روش دارای مزایا و معایبی است. اولین مزیت این روش سرعت سنجی غیر مخرب است. در حالیکه روشهایی مثل سیم داغ و لوله پیتوت در جریان سیال اختلال ایجاد میکنند. با انتخاب مناسب ذرات که تا حد امکان خواص آنها شبیه خواص سیال مورد آزمایش باشد، این روش هیچگونه تداخلی در جریان سیال ایجاد نمیکند. دومین مزیت این روش این است که امکان محاسبه کل جریان سیال در یک لحظه را فراهم میکند. در حالی که با روشهای سیم داغ یا لولهی پیتوت باید کل وسیله سرعت سنجی را در جریان سیال جابجا کنیم و در صورتی که جریان ناپایدار باشد این امر مشکل ساز خواهد بود. همچنین اگر سرعت دوربین مورد استفاده بالا باشد، میتوان پدیدههای پرسرعت را در سیال مشاهده نمود. این روش یک میدان سرعت دو بعدی به دست میدهد که با به کاربردن روشهای دیگر میتوان میدانهای سرعت سهبعدی را نیز به دست آورد.
علاوه بر مزایای ذکر شده روش سرعت سنجی ذرات دارای معایبی نیز میباشد. از جمله این که در این روش ذراتی به داخل سیال اضافه میشود. این ذرات به هر حال به طور کامل از الگوی جریان سیال پیروی نمیکنند. همچنین ذرات اضافه کننده ممکن است خواص سیال مورد آزمایش را تغییر دهند. در صورت استفاده از یک دوربین نمیتوان الگوی جریان سیال در پدیده-های با جریان سهبعدی را به دست آورد و جریانهای سهبعدی در این حالت سبب بروز خطا در نتایج آزمایش میگردند. در این روش سرعت متوسط جریان سیال در حال اندازه گیری است. دیگر عیب این روش آن است که امکان خروج ذرات اضافه شده از صفحهی لیزر وجود دارد که سبب ایجاد خطا در نتایج آزمایش میگردد.
![AWT IMAGE](./files/sprl/Image_(jpg)/spraymaster.jpg)
شکل ۳ سرعت سنجی تصویری ذرات استاندارد [۲]
نتایج مطالعه جریان پشت یک استوانه به روش PIV به صورت زیر است.
(a)
|
(b)
|
(c)
|
(d)
|
![](./files/sprl/images/photo_2024-06-11_10-58-06.jpg)
(e)-خطوط جریان
|
![](./files/sprl/images/photo_2024-06-11_10-58-13.jpg)
(f)-میانگین کل سرعت ها |
۱. http://nptel.ac.in/courses/۱۱۲۱۰۴۰۳۹/lecture۱۲/۱۲_۱۵.htm
۲. http://www.lavision.de/cms_images/products/SprayMaster.jpg |