Parçacık görüntülemeli akış ölçüm cihazı olan PIV (particle image velocimetry), belli bir bölgedeki akışın davranışını incelemek amacı ile kullanılmaktadır. PIV nin çalışma prensibi, günümüzde akış ölçmelerinde ve incelemelerinde sıklıkla kullanılan rotametre, ventürimetre, orifismetre ve pitot-prob tüpleri gibi yöntemlerden tamamiyle farklıdır. PIV sistemi, temel akışkanlar dinamiği konusundaki araştırmalardan, ürün geliştirme ve optimizasyon çalışmalarına kadar birçok alanda iç ve dış akış incelemelerinde kullanılmaktadır. Rüzgar tüneli, su tüneli, taşıt aerodinamiği vb. iç ve dış akış uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
PIV sistemi kullanılarak istenilen hacim veya düzlemdeki hız komponentleri ölçülebilir. Akışkanın hız komponentleri, lazer ile aydınlatılan yüzeyden art arda iki fotoğraf çekilmesi ile hesaplanır. Çekilen iki fotoğraf arasında çapraz-korelasyon (cross-correlation) yöntemi uygulanarak hız komponentlerine ulaşılır. Akışın görünür olması için havada yapılan ölçümlerde sis veya duman jenaratörü, suda yapılacak ölçümlerde ise parçacık kullanılır. Tek kamera ile, bir yüzeyden iki hız komponenti hesaplanabildiği gibi, ikinci bir kamera kullanılarak, üçüncü hız komponenti hesaplanabilir.
PIV (Particle image velocimetry) Sistemi Kabiliyetleri
PIV temassız (non-intrusive) bir teknik olup akışı takip eden mikron ölçeğinde küçük parçacıkların hızlarını ölçmektedir. Mikroskopik akışlardan, süpersonik akışlara kadar her türlü hız alanına uygulanabilen PIV sistemleri ile:- Anlık vektörel hız haritası
- Akış çizgileri (Streamline)
- Girdaplılık (Vorticity)
- İstatistik ve türbülans ölçümleri
- Zaman çözünürlüklü ölçümler yapılabilir.
PIV (particle image velocimetry) Sistem Çözümleri
2D & 3D Stereoscopic PIV: İki veya üç boyutlu akış analizleri için kullanılan standart PIV sistemleridir.
Two-Phase Flow: Sistem ana PIV sistemlerinin üzerine bazı aksesuarlar ve yazılımların eklenmesi ile iki fazlı akışlar (örnek olarak kaynayan su için ölçüm) üzerinde çalışmayı mümkün kılmaktadır.
Time Resolved PIV TR-PIV sistemleri ilk olarak Dantec Dynamics tarafından sunulmuştur. Sistem hızlı kamera ve lazerden oluşmaktadır. Bu yöntem dinamik davranışların zaman çözünürlüklü olarak daha derinlemesine analiz edilmesine ve akışın animasyon haline getirilmesine olanak sağlamaktadır.
MicroPIV MicroPIV sistemi, mikroskopik akış araştırmalarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Özellikle CFD yazılımlarının, mikroskopik kanallarda doğru sonuç vermemesi nedeni ile bu tip çalışmalarda deneysel sonuçlar oldukça önemlidir.
Laser Induced Fluoresence (LIF)
LIF sistemleri özellikle sıcaklık ve yoğunluk ölçümlerinde kullanılır. Araçlarda yakıt tüketiminin azaltılması ve yakıt verimliliğinin artırılması için yapılmakta olan ölçümlerde kullanılmaktadır.
Interferometric Particle Imaging (IPI) Damla (Sprey) ve saydam parçacıkların boyut, hız ve dağılım ölçümlerinde kullanılır.
Combustion LIF (C-LIF) Yanma analizlerinde kullanılan sistemlerdir.
Volumetric PIV Üç veya daha fazla kamera kullanımı ile bir hacim içerisindeki akış alanı incelenebilir.
