一种测量超疏水表面有效滑移长度的装置及方法制造方法及图纸

一种测量超疏水表面有效滑移长度的装置，包括：第一电机、叶轮、水槽以及旋涡频率测量单元；叶轮设于水槽中且固定在第一电机的输出轴上，用于提供水流循环动力；水槽包括可更换试验段；旋涡频率测量单元包括第二电机、旋转圆柱、旋涡测速仪以及处理器；第二电机的输出轴连接旋转圆柱，旋转圆柱位于可更换试验段中，用于在第二电机驱动下旋转，在可更换试验段中产生旋涡；旋涡测速仪用于测量旋涡脱落速度；处理器用于根据旋涡脱落速度求解有效滑移长度；旋转圆柱为待测超疏水材料制成，或者，旋转圆柱表面具有待测超疏水材料层。本发明专利技术具有较少的误差来源、较低的时间成本、可以测量更广泛的介质、对测量条件和测量操作具有相对简单的要求等优点。

An apparatus and method for measuring effective slip length on superhydrophobic surfaces

A device for measuring the effective slip length of a super-hydrophobic surface comprises a first motor, an impeller, a flume, and a vortex frequency measuring unit; an impeller arranged in a flume and fixed on the output shaft of the first motor for providing water circulation power; a flume comprising a replaceable test section; and a vortex frequency measuring unit comprising a second electricity. The output shaft of the second motor is connected to the rotating cylinder. The rotating cylinder is located in the replaceable test section and is used to rotate under the drive of the second motor to produce a vortex in the replaceable test section. The vortex velocimeter is used to measure the speed of vortex shedding; and the processor is used to measure the speed of vortex shedding according to the vortex. The effective slip length is calculated by the falling velocity, and the rotating cylinder is made of the super-hydrophobic material to be measured, or the surface of the rotating cylinder has a super-hydrophobic material layer to be measured. The invention has the advantages of less error sources, lower time cost, broader medium measurement, relatively simple requirements for measurement conditions and operation, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种测量超疏水表面有效滑移长度的装置及方法
本专利技术属于流体力学领域，更具体地，涉及一种应用流体力学测量测量超疏水表面有效滑移长度的装置及方法。
技术介绍
近年来，超疏水表面吸引了越来越多的研究者的兴趣。超疏水表面的发现是受到了自然界中荷叶表面的启发。荷叶表面的液滴具有很大的接触角和很小的迟滞角。进一步通过高倍电子显微镜观察，荷叶表面具有多级的蜡质微观结构，在加热使这些微观结构融化后，荷叶表面随之失去超疏水性。因此，超疏水性是由疏水表面与其上的粗糙微观结构共同构成。超疏水表面之上的粗糙微观结构可以是规则的，也可以是不规则的。具有规则微观结构的超疏水表面如图1所示，一般用P代表一个周期性微观结构的长度，W代表其中固体的长度。超疏水表面的气液比GF(gasfraction)定义为：GF＝(P-W)/P。超疏水表面可以应用到很多领域中，如减阻、自清洁、防腐蚀、防覆冰、抗生物污染等。液体在物体表面有图2所示的典型三类浸润状态。包含液体对光滑表面浸润；液体在粗糙表面呈Wenzel态；以及液滴在超疏水表面Cassie-Baxter态。一般认为当液滴处于Cassie-Baxter态时超疏水表面才本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量超疏水表面有效滑移长度的装置，其特征在于，包括：第一电机(1)、叶轮(2)、水槽以及旋涡频率测量单元；叶轮(2)设于水槽中且固定在第一电机(1)的输出轴上，用于提供水流循环动力；水槽包括可更换试验段(8)；旋涡频率测量单元包括第二电机(9)、旋转圆柱(10)、旋涡测速仪以及处理器；第二电机(9)的输出轴连接旋转圆柱(10)，旋转圆柱(10)位于可更换试验段(3)中，用于在第二电机(9)驱动下旋转，在可更换试验段(3)中产生旋涡；旋涡测速仪用于测量旋涡脱落速度；处理器用于根据旋涡脱落速度求解有效滑移长度；其中，旋转圆柱(10)为待测超疏水材料制成，或者，旋转圆柱(10)表面具有待测超...

【技术特征摘要】
1.一种测量超疏水表面有效滑移长度的装置，其特征在于，包括：第一电机(1)、叶轮(2)、水槽以及旋涡频率测量单元；叶轮(2)设于水槽中且固定在第一电机(1)的输出轴上，用于提供水流循环动力；水槽包括可更换试验段(8)；旋涡频率测量单元包括第二电机(9)、旋转圆柱(10)、旋涡测速仪以及处理器；第二电机(9)的输出轴连接旋转圆柱(10)，旋转圆柱(10)位于可更换试验段(3)中，用于在第二电机(9)驱动下旋转，在可更换试验段(3)中产生旋涡；旋涡测速仪用于测量旋涡脱落速度；处理器用于根据旋涡脱落速度求解有效滑移长度；其中，旋转圆柱(10)为待测超疏水材料制成，或者，旋转圆柱(10)表面具有待测超疏水材料层。2.如权利要求1所述的一种测量超疏水表面有效滑移长度的装置，其特征在于，水槽为循环水槽，包括从上游向下游串接的扩张段(3)、收缩段(6)以及可更换试验段(8)。3.如权利要求2所述的一种测量超疏水表面有效滑移长度的装置，其特征在于，扩张段(3)内设有多个导流叶片(4)，多个导流叶片(4)沿水流方向阵列分布。4.如权利要求3所述的一种测量超疏水表面有效滑移长度的装置，其特征在于，扩张段(3)具有拐角，导流叶片(4)设于拐角处。5.如权利要求2～4任意一项所述的一种测量超疏水表面有效滑移长度的装置，其特征在于，扩张段(3)中靠近与收缩段(6)连接的位置设有蜂窝器(5)。6.如权利要求2～4任意一项所述的一种测量超疏水表面有效...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊永亮，任茜，杨丹，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42