1. Caratterizzazione del flusso all’interno dello static mixer Appendice

(1)

106

Appendice

1. Caratterizzazione del flusso all’interno dello static mixer

Vol. flow Q [m^3/hr] Velocità [m/s] Tracer flow rate [ml/min] shear rate 0.1% wt shear rate 0.2% wt Re 0.1% wt Re 0.2% wt Viscosità 0.1% Viscosità 0.2% 0,029 0,063591 2,13 5,834991 6,269333 2,436843 0,167002 0,331417 56,9861 0,043 0,094291 3,15 8,651884 9,295907 4,752012 0,323735 0,251997 36,32256 0,057 0,12499 4,18 11,46878 12,32248 7,663331 0,519853 0,207139 26,31624 0,068 0,149111 4,99 13,68205 14,7005 10,33596 0,699289 0,183215 21,50823 0,086 0,188581 6,31 17,30377 18,59181 15,39125 1,037623 0,155607 16,44355 0,091 0,199545 6,67 18,3098 19,67273 16,93895 1,14099 0,149609 15,41468 0,1 0,219281 7,33 20,12066 21,61839 19,87613 1,33693 0,140111 13,839 0,11 0,241209 8,07 22,13273 23,78023 23,36216 1,569151 0,131124 12,4102 0,115 0,252173 8,43 23,13876 24,86115 25,19097 1,690851 0,127133 11,79523 0,12 0,263137 8,80 24,14479 25,94207 27,07594 1,816205 0,123425 11,23501 0,129 0,282872 9,46 25,95565 27,88772 30,60812 2,050896 0,11737 10,34339 0,139 0,3048 10,19 27,96772 30,04956 34,73868 2,325041 0,111431 9,49707 0,147 0,322342 10,78 29,57737 31,77903 38,19604 2,554281 0,107177 8,908478 0,155 0,339885 11,37 31,18702 33,5085 41,7868 2,792171 0,103299 8,384751 0,164 0,35962 12,03 32,99788 35,45416 45,98323 3,069956 0,099323 7,860756 0,175 0,383741 12,83 35,21115 37,83218 51,33372 3,423811 0,094938 7,298417 0,184 0,403476 13,49 37,02201 39,77783 55,88952 3,724847 0,091684 6,891708 0,21 0,460489 15,40 42,25339 45,39862 69,92856 4,651209 0,083631 5,925121 0,24 0,526273 17,60 48,28958 51,88413 87,69603 5,821241 0,076214 5,086189

(2)

107

2. Soluzione 0.1% wt di Carbopol con iniezione dye alla parete

Re = 2.23(V = 0.063 ms-1) Re = 7.66 (V = 0.124 ms-1) Re = 10.33 (V = 0.14 ms-1) Re = 15.39 (V = 0.18 ms-1)

Re = 16.93 (V = 0.19 ms-1) Re = 19.87 (V = 0.21 ms-1) Re = 23.36 (V = 0.24 ms-1) Re = 27.07 (V = 0.26 ms-1)

Re = 30.6 (V = 0.28 ms-1) Re 34.73 (V = 0.3 ms-1) Re = 38.19 (V = 0.32 ms-1) Re = 45.98 (V = 0.36 ms-1)

(3)

108

3 Soluzione 0.1% wt di Carbopol con iniezione dye al centro

Re = 7.66 (V = 0.124 ms-1) Re = 10.33 (V = 0.14 ms-1) Re = 15.39 (V = 0.18 ms-1)

(4)

109

4 Soluzione 0.2% wt di Carbopol con iniezione dye alla parete

Re = 2.05 (V = 0.28 ms-1) Re = 2.32 (V = 0.3 ms-1) Re = 2.55 (V = 0.32 ms-1) Re = 3.06 (V = 0.36 ms-1

(5)

110

5 Soluzione 0.2% wt di Carbopol con iniezione dye al centro

Re = 7.66 (V = 0.124 ms-1) Re = 10.33 (V = 0.14 ms-1) Re = 15.39 (V = 0.18 ms-1)

(6)

111

6 Programma MAthlab, calcolo CoV

%%%%%%%%%%%%PLIF ANALYSIS USING LOG VARIANCE METHOD%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%%%%%%%%ON STATIC MIXERS%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%%%%%%RECTANGULAR ROI%%%%%%%%%%%%%%%%

clear

%%%%%%Define boundaries of ROI Y1A=655; Y1B=1450; X1A=1000; X1B=1450; %R1=(X1B-X1A)/25; %C1=(Y1B-Y1A)*R1; %second000001.T000.D000.P000.H000.LA.TIF %C3B=C1+1; fname1=['C:\Users\Enrico\Desktop\first\RawData']; fname2=['temp000']; num=1; for num=151:1:200 % tt=num if num < 10 fname3 = [fname1,'\',fname2,'0',num2str(num),'.T000.D000.P000.H000.LA.TIF']; else fname3 = [fname1,'\',fname2,num2str(num),'.T000.D000.P000.H000.LA.TIF']; end A = imread([fname3]); A1 = A(X1A:X1B-1,Y1A:Y1B-1); %imshow(A1) %GCB=min(min(A1)); A2 = reshape(A1,1,[]); sz=size(A2); count=sz(2); %count=1; %sza=sz(1,1); %szb=sz(1,2); %szc=sz(1,3); %for i=1:szc % A3(1,i)=mean(mean((A2(:,:,i)))); %end GCI=mean(A2);

(7)

112 GCB=min(min(A)); GC=GCI-GCB; for i = 1:1:count ConcA(1,i)=(((A2(1,i)-GCB)/GC)-1)^2; %ConcA(1,i)=((A2(1,i)-GCI)/GCI)^2; end VA=mean(ConcA); %VA=(VA)^0.5; LogVA(num+1,1)=num; LogVA(num+1,2)=log10(VA); %end %A1 = A(X1A:X1B-1,Y1A:Y1B-1); %image(A) %imshow(A1) subplot(2,1,1), imshow(A,[]); axis off;

%set(gca,'YTick', zeros(1,0),'DataAspectRatio', [1,0.2,1],'FontSize',12); subplot(2,1,2), imshow(A1,[]);

axis off; end

(8)

113

7 Programma Mathlab, calcolo striation thickness

%%%%%%%%%%%CALCULATE STRIATION DISTRIBUTION%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%ON STATIC MIXERS%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%%%%SQUARE OR FULL ROI%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%%TAKING VERTICAL AND HORIXONTAL TRANSECTS%%%%% %%%%%%%%%%%%USING MOVING AVERAGE AS LOW PASS

FILTER%%%%%%%%%%%%% clear;

%Set width of striation strip pixelwidth=2;

% Read in image

AA = imread(['C:\Users\Enrico\Desktop\first\RawData\temp000200.T000.D000.P000.H000.LA.tif']); %imshow(A);

%%%%%%Define boundaries of ROI %Y1A=131;

%Y1B=672; %X1A=111; %X1B=700;

% Cut rectangular block out of image for analysis %A=AA(Y1A:Y1B,X1A:X1B);

A=AA;

% Calculate size of image (x and y pixels) sz=size(A);

szy=sz(1,1); szx=sz(1,2); %imshow(A);

%Extract data along vertical and horizontal transects at centre stripvert= A(1:szy,szx/2:szx/2+pixelwidth);

%figure, imshow(stripvert);

striphoriz = A(szy/2:szy/2+pixelwidth,1:szx); %figure, imshow(striphoriz);

%Average row values in strips to create two vectors for i=1:szy vert(i)=mean(stripvert(i,:)); end for i=1:szx horiz(i) = mean(striphoriz(:,i)); end

%Apply moving average to data and rescale svert=smooth(vert,150);

(9)

114 mvert=mvert+abs(min(mvert)); mvert=mvert*250/max(mvert); mvert=floor(mvert); shoriz=smooth(horiz,150); mhoriz=horiz'-shoriz; mhoriz=mhoriz+abs(min(mhoriz)); mhoriz=mhoriz*250/max(mhoriz); mhoriz=floor(mhoriz);

%convert numerical format back for grayscale image processing(uint8) vert=uint8(vert);

horiz=uint8(horiz); mvert=uint8(mvert'); mhoriz=uint8(mhoriz');

%Threshold values in vectors using Otsu's method thv=graythresh(mvert);

thh=graythresh(mhoriz); vb=im2bw(mvert,thv); hb=im2bw(mhoriz, thh);

%Find indices of non-zero elements % vertical transect stv=find(vb); stv=stv'; sizestv=size(stv); sizestv=sizestv(1,1) %horizontal transect sth=find(hb); sth=sth'; sizesth=size(sth); sizesth=sizesth(1,1)

%Count widths of striations in pixels assuming that sequential indices are %in the same striation and create an array of widths (strv, strh)

%vertical j=1; strv(j)=1; for i=1:sizestv-1; if stv(i+1)==stv(i)+1; strv(j)=strv(j)+1; else; j=j+1; strv(j)=1; end; end; %horizontal j=1; strh(j)=1; for i=1:sizesth-1; if sth(i+1)==sth(i)+1; strh(j)=strh(j)+1;

(10)

115 else; j=j+1; strh(j)=1; end; end; str=[strv,strh]; %calculate statistics strvave=mean(strv); strvstd=std(strv,1); strhave=mean(strh); strhstd=std(strh,1); strave=mean(str); strstd=std(str,1); strmedian=median(str); strmax=max(str); %output key data

%figure, imshow(vert), figure, imshow(horiz); %figure, imshow(vb), figure, imshow(hb); %stripvertt=[stripvert';stripvert'];

subplot(4,1,1), subimage(uint8(stripvert'));

set(gca,'YTick', zeros(1,0),'DataAspectRatio', [1,0.1,1],'FontSize',12); vertt=[vert;vert;vert;vert;vert];

verttt=[vertt;vertt];

subplot(4,1,2), subimage(verttt);

set(gca,'YTick', zeros(1,0),'DataAspectRatio', [1,0.2,1],'FontSize',12); mvertt=[mvert;mvert;mvert;mvert;mvert];

mverttt=[mvertt;mvertt];

subplot(4,1,3), subimage(mverttt);

set(gca,'YTick', zeros(1,0),'DataAspectRatio', [1,0.2,1],'FontSize',12); vbb=[vb;vb;vb;vb;vb];

vbbb=[vbb;vbb];

subplot(4,1,4), subimage(vbbb);

set(gca,'YTick', zeros(1,0),'DataAspectRatio', [1,0.2,1],'FontSize',12); figure;

subplot(4,1,1), subimage(uint8(striphoriz));

set(gca,'YTick', zeros(1,0),'DataAspectRatio', [1,0.1,1],'FontSize',12); horizz=[horiz;horiz;horiz;horiz;horiz];

horizzz=[horizz;horizz];

subplot(4,1,2), subimage(horizzz);

set(gca,'YTick', zeros(1,0),'DataAspectRatio', [1,0.2,1],'FontSize',12); mhorizz=[mhoriz;mhoriz;mhoriz;mhoriz;mhoriz];

mhorizzz=[mhorizz;mhorizz]; subplot(4,1,3), subimage(mhorizzz);

(11)

116 hbb=[hb;hb;hb;hb;hb];

hbbb=[hbb;hbb];

subplot(4,1,4), subimage(hbbb);

set(gca,'YTick', zeros(1,0),'DataAspectRatio', [1,0.2,1],'FontSize',12); figure;

%subplot(3,1,1), hist(strv, max(str)+1); %subplot(3,1,2), hist(strh, max(str)+1); subplot(1,1,1), hist(str, max(str)+1);

%%%write data to csv file for spreadsheet output %%velocities at wall %vel=[0.063;0.094;0.125;0.15;0.188;0.2;0.22;0.24;0.25;0.26;... % 0.28;0.32;0.34;0.36;0.38;0.4;0.45;0.5]; stats=[vert',mvert',svert]; csvwrite('graphs.txt',stats); %stats=[strave,strstd,strmax,strmedian]; %csvwrite('stats.txt',stats); asd=str';

(12)

117

8 Andamento CoV nei vari settori, soluzione 0.1% wt di Carbopol

-1,5 -1,45 -1,4 -1,35 -1,3 -1,25 -1,2 0 2 4 6 8 10 Ti to lo a ss e Titolo asse

Portata 29 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -2,1 -2 -1,9 -1,8 -1,7 -1,6 -1,5 0 2 4 6 8 10 12

Portata 57 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4

(13)

118 -2,5 -2,3 -2,1 -1,9 -1,7 -1,5 0 2 4 6 8 10 12

Portata 86 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -4 -3,5 -3 -2,5 -2 0 2 4 6 8 10 12

Portata 91 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -4 -3,5 -3 -2,5 -2 -1,5 0 2 4 6 8 10 12

Portata 68 l/hr

(14)

119 -4,5 -4 -3,5 -3 -2,5 -2 0 2 4 6 8 10 12

Portata 100 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -6 -5,5 -5 -4,5 -4 -3,5 -3 -2,5 -2 0 2 4 6 8 10 12

Portata 110 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -7 -6 -5 -4 -3 -2 0 2 4 6 8 10 12

Portata 120 l/hr

(15)

120 -4,5 -4 -3,5 -3 -2,5 -2 -1,5 -1 0 2 4 6 8 10 12

Portata 129 l/hr

Portata 139 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -6,5 -5,5 -4,5 -3,5 -2,5 -1,5 0 2 4 6 8 10 12

Portata 147 l/hr

(16)

121 -7 -6 -5 -4 -3 -2 0 2 4 6 8 10 12

Portata 164 l/hr

Portata 184 l/hr

Portata 210 l/hr

(17)

122

9 Andamento CoV nei vari settori, soluzione 0.2% wt di Carbopol

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 2 4 6 8 10 12

Portata 240 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -1,6 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 29 l/hr

(18)

123 -2,4 -2,2 -2 -1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 57 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 68 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -1,5 -1,4 -1,3 -1,2 -1,1 -1 -0,9 -0,8 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 86 l/hr

(19)

124 -1,5 -1,4 -1,3 -1,2 -1,1 -1 -0,9 -0,8 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 91 l/hr

Porta 100 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -1,15 -1,1 -1,05 -1 -0,95 -0,9 -0,85 -0,8 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 110 l/hr

(20)

125 -1,3 -1,2 -1,1 -1 -0,9 -0,8 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 120 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -1,2 -1,1 -1 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 129 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -1,2 -1,1 -1 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 139 l/hr

(21)

126 -1,7 -1,6 -1,5 -1,4 -1,3 -1,2 -1,1 -1 -0,9 -0,8 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 147 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1 -0,8 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 164 l/hr

settore 1 settore 2 settore 3 settore 4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

Porta 184 l/hr

(22)

127 -1,5 -1,4 -1,3 -1,2 -1,1 -1 0 2 4 6 8 10 12 C o V Numero di foto

1. Caratterizzazione del flusso all’interno dello static mixer Appendice

Appendice