Hidrológiai Közlöny 1972 (52. évfolyam)

8. szám - Dr. Csekő G.: Szórófej-modell cseppeloszlása

314: Hidrológiai Közlöny 1972. 8. sz. Dr. Csekő G.: Szórófej-modell cseppeloszlása 4. Hogyan változik a cseppeloszlás, ha változtatjuk a fúvóka átmérőjét; 5. Változik-e a cseppeloszlás, ha a sugarat sugárzavaróval megbontjuk; Féllaboratóriumi szórófej-modell cseppeloszlásának vizsgálata nagysebességű filmfelvételekkel Az 1968 óta folyó kísérletek egy féllaboratóriumi körülmények között, szabadtéren elhelyezett, szórófej modell vízsugarának vizsgálatára vonatkoztak. A modellben a változtatható nyomást elektromotorral meghajtott szivattyú biztosította. A szórófejet 6 és 10 mm átmérőjű, 22,3° kúposságú, élesszélű fúvókával működtettük. A filmeket a szórási sugár (R) külső felében hulló cseppekről készítettük, (0,6 R; 0,7 R; 0,8 R; 0,9 R távolságban), ahol a cseppek károsító hatása nagy. A hidránsban a nyomást 2,0—4,5 atm nyomásig 0,5 atm-ánként változtattuk (1. kép). A fúvóka magassága a mérés (filmezés) síkja felett 1 m volt. 1. kép. A modell-szórój ej a forgatószerkezettel Puc. 7. Mode Ab pacribiAiimeAsi c epaufawujuM ycmpoücmeoM Picture 7. Modell nozzle with rotating equipment Filmtechnika* Az öntöző szórófej vízcseppjeinek mozgása, a kutatófilmezés eszközeivel, a nagysebességű filmfelvevőkkel, kielégítő módon vizsgálható, hiszen a vízcseppek sebessége 10 m/s körüli érték. Az ilyen sebességű tárgyak 10 : 1 arányú kicsinyítés után mintegy 800—1600 kép mp felvételi sebesség mellett, elmozdulásmentesen filmre rögzíthetők. Az 50—60-szoros mozgáslassítás a normálsebessógű (24 kép/s) vetítéssel a cseppek repülését, alakját jól követhetővé teszik. A filmszalag kockánkónti elemzése pedig mérési adatokat szolgáltat. A forgóprizmával a folyamatosan futó filmre továbbított. kép élessége, a használt film felbontóképességétől függően — 40—60 vonal/mm között van, ami egyúttal jelzi azt is, hogy a filmekről nagyon pontos méretek vehetők le, képanalizátor segítségével. A nagysebességű kamera állóhelyzetből indul. Az előre befűzött film az egyenáramú motor bekapcsolásának pillanatában nagy gyorsulással mozgásba jön. A film eleinte egyre növekvő sebességgel mozog, s néhány méter lefutása után a mozgás egyenletessé válik. A film szélére időjelek fényképezhetők. Az időjeladó vezérlő egységben, kvarcgenerátorral 10, 100 vagy 1000 * A filmfelvételeket az MTA Kutatófilm Osztályának munkatársa, Cech Vilmos kutató mérnök készítette. Hz állítható be. A film szélére fényképezett időjelek a film képmezejében rögzített mozgásokhoz a pontos időléptéket biztosítják. Az általunk használt japán Hitachi gyártmányú Himac 16 MB típusú kamera, 30 méter 16 mm-es film befogadására alkalmas. A 30 m hosszú filmen mintegy 3600—3800 filmkockát nyertünk, ami a statisztikai elemzéshez elegendő számú csepp jellemző paramétereinek megmérését tette lehetővé. Egy-egy vízcseppet egyedi sebességüktől függően 8—12 képkockákra rögzített a felvevő, ami a cseppek sebességének pontos meghatározását biztosította. Az 1500 kép/s képfrekvenciánál az egy képre jutó expozíciós idő 1/6000 s, így a cseppek elmozdulásmentesen rögzíthetők voltak, ami a cseppátmérő mérését tette lehetővé. A nagysebességű filmfelvételhez nagy energiájú fényforrás szükséges. A rendkívül rövid expozíciós idők (a képfrekvencia 1/5—1/7-e) miatt a fényintenzitást kell növelni, hogy a film megfelelő feketedéséhez szükséges luxsecumdumot biztosítsuk. Fényforrásul nagyteljesítményű Xenonflash lámpát használtunk. Az angol gyártmányú lámpa 7,5 kW energiát sugároz 3 másodpercen keresztül. A lámpa fényét, parabola tükrével, jó hatásfokkal párhuzamosítani és a filmfelvétel néhány négyzetdecimóternyi területére összpontosítani lehet. A kamerát a vízfüggönyre merőlegesen, tőle mintegy 3 méter távolságban helyeztük el. A cseppek méretének és sebességének méréséhez, a csepp térbeli helyének kijelöléséhez 10 cm hosszú nyílpárt helyeztünk el (2. kép). A két nyíl távolsága egymástól, a kamera optikai tengelyére merőlegesen, 10 cm volt, ami megegyezett a kameraobjektív mélységólességével is. A -térben elhelyezett 2 nyíl közötti 100 cm

2 felületen hulló cseppeket így egyértelműen lehetett megkülönböztetni a nyilak mögött és előtt hulló cseppektől, ami a mérés pontosságát növelte (3. kép). A filmfelvételeket KODAK 4X típusú 30 DIN érzékenységű nyersanyagra készítettük. A 16 mm-es fekete-fehér filmek másolatán a 7,6 X 10,3 mm-es kópmezőt 15 X nagyítással NAC típusú koordináta analizátoron értékeltük (4. kép). A film szélére fényképezett 100 vagy 1000 Hz-s időjelek a képmezőben is láthatók (3. kép). A 30 m hosszúságú film mintegy 3500 kópmezejóből a film 10—16 különböző helyén, 4—5 egymásutáni képkockából 6—7 különböző csepp átmérő és elmozdulás 2. kép. ,,. . .az adott méretű nyilak között hulló cseppeket nagysebességű filmfelvevővel filmre rögzítettük" A 10 cm hosszú nyílpár a megvilágított esőfüggönyben látható Puc. 2. nocpedcmeoM ycnopeHHOü KiinocbéMKU JanenarnAeim naóaioiifiie u3 omeepcmuü 3a0annoeo pa3Mepa KanAii. Ha CHHMKe B ocBemfHHOM AowneBOM 3aHaBece BHJURA napa OTBEPCTMÜ ÍUIHHOŰ 10 CM Picture 2. Droplets falling between arrows of given size were photographed with a high-speed camera The 10 cm long pair of arrows is visible in the illuminated spray curtain