2026-04-13T22:46:38Zhttps://recercat.cat/oai/request

oai:recercat.cat:2117/3957662025-07-22T14:50:56Zcom_2072_1033col_2072_452951

Muntatge i testatge d'un sistema microPIV Dulsat Masvidal, Martí Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica Turbulence Microfluidics Turbulència Microfluídica Aquest treball de final de grau ha tingut com a principals objectius la posada en funcionament del laboratori, el testatge d’un sistema microPIV i la programació d’un script de càlcul. El treball realitzat servirà com a primer pas per el projecte SCRAMBLE, que té com a objectiu aconseguir crear i particularitzar el fenomen de la turbulència microconfinada. Per fer-ho possible, s’ha dividit el treball en una primera part on s’ha descrit el procediment i els mètodes per la creació d’un script de càlcul que, a partir de les condicions desitjades al microcanal (velocitat, pressió , temperatura i concentració de partícules) i la geometria de tot el muntatge, és capaç de definir els valors d’entrada necessaris als equips dels experiments del projecte SCRAMBLE. Aquest script ha sigut validat amb experiments enfocats en la pèrdua de càrrega on s’ha comprovat que l’script programat aproxima els valors reals amb un marge d’entre el 2% i el 10%. Per el testatge del sistema microPIV s’ha dissenyat una sèrie d’experiments utilitzant condicions pròximes a les de SCRAMBLE, on s’ha aconseguit capturar imatges de qualitat amb una resolució espacial de fins 4,4 μm que, posteriorment s’han post-processat per obtenir el perfil de velocitats corresponent. Per tal de verificar els resultats obtinguts, s’ha dissenyat un estudi de validació que ha consistit en obtenir el perfil de velocitats experimental i comparar-lo amb el teòric esperat d’un fluid en les mateixes condicions, obtenint errors d’entre el 10% i el 16% en cas de la velocitat mitja mesurada i, del 5% i el 7% en cas de la velocitat màxima. Este trabajo de fin de grado ha tenido como principales objetivos la puesta en funcionamiento del laboratorio, la prueba de un sistema microPIV y la programación de un script de cálculo. El trabajo realizado servirá como primer paso para el proyecto SCRAMBLE, que tiene como objetivo lograr crear y caracterizar el fenómeno de la turbulencia microconfinada. Para hacer esto posible, se ha dividido el trabajo en una primera parte donde se ha descrito el procedimiento y los métodos para la creación de un script de cálculo que, a partir de las condiciones deseadas en el microcanal (velocidad, presión, temperatura y concentración de partículas) y la geometría de todo el montaje, es capaz de definir los valores de entrada necesarios para los equipos de los experimentos del proyecto SCRAMBLE. Este script ha sido validado con experimentos enfocados en la pérdida de carga, donde se ha comprobado que el script programado aproxima los valores reales con un margen entre el 2% y el 10%. Para la prueba del sistema microPIV se han diseñado una serie de experimentos utilizando condiciones cercanas a las de SCRAMBLE, donde se ha logrado capturar imágenes de calidad con una resolución espacial de hasta 4,4 μm que posteriormente se han postprocesado para obtener el perfil de velocidades correspondiente. Con el fin de verificar los resultados obtenidos, se ha diseñado un estudio de validación que ha consistido en obtener el perfil de velocidades experimental y compararlo con el teórico esperado de un fluido en las mismas condiciones, obteniendo errores entre el 10% y el 16% en el caso de la velocidad media medida y entre el 5% y el 7% en el caso de la velocidad máxima. This final degree project has had as its main objectives the setup of the laboratory, the testing of a microPIV system, and the programming of a calculation script. The work carried out will serve as a first step for the SCRAMBLE project, which aims to create and characterize the phenomenon of microconfined turbulence. To make this possible, the work has been divided into a first part where the procedure and methods for creating a calculation script have been described. This script is capable of defining the input values required for the equipment of the SCRAMBLE project experiments based on the desired conditions in the microchannel (velocity, pressure, temperature, and particle concentration) and the geometry of the entire setup. This script has been validated through experiments focused on pressure drop, where it has been verified that the programmed script approximates the real values with a margin between 2% and 10%. For the testing of the microPIV system, a series of experiments have been designed using conditions similar to those of SCRAMBLE, where high-quality images have been captured with a spatial resolution of up to 4.4 μm. These images have been post-processed to obtain the corresponding velocity profile. In order to verify the obtained results, a validation study has been designed, which involved obtaining the experimental velocity profile and comparing it with the theoretically expected profile for a fluid under the same conditions. The errors obtained range from 10% to 16% for the measured average velocity and from 5% to 7% for the maximum velocity. 2023-07-05 Bachelor thesis http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Open Access Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International Universitat Politècnica de Catalunya