Визуализация воздушных течений

IV. Многие из существующих методов визуализации потока базируются на введении в исследуемую область различных частиц, которые необязательно должны быть твердыми. Например, газовые (в том числе воздушные) пузырьки можно с успехом применять в водных течениях, если они настолько малы, что их плавучесть пренебрежимо мала. В этом случае увеличивается вероятность того, что такие пузырьки будут сноситься одновременно с основным потоком. С равным успехом в такого рода течениях могут применяться алюминиевая или магниевая пудра, мелкие частички слюды, стеклянные и полистирольные шарики, т.е. материалы, обладающие высокой отражательной способностью при их попадании в плоскость светового поля. Многочисленные примеры подобного рода визуализации можно найти в альбоме Ван-Дайка [128 и в докладе Верле [129]. Эти методы нашли особенно широкое применение в водных средах. Главное их достоинство — отсутствие необходимости введения каких-либо зондов, в той или иной степени возмущающих поток. Несмотря на их существенное ограничение, такие методы очень полезны для получения первичной информации о характерных особенностях течения, которая иногда оказывается достаточной для понимания сущности явления. Дополнительным примером подобного подхода является рис. 1.8 (см. цв. вклейку) [130], на котором представлена картина визуализации вихрей на подветренной стороне косорасположенного цилиндра с ожи-вальной носовой частью при <р = 60° (справа), полученная в гидродинамической трубе ONER А путем введения в изучаемую область струй цветной жидкости и воздушных пузырьков. Световой нож располагался в плоскости, перпендикулярной образующей цилиндра. Для сравнения слева приведен обычный снимок головы совы. Эти фотографии не требуют комментария. Отметим лишь, что они свидетельствуют не только о мастерстве авторов, но и об их незаурядной наблюдательности, пытающихся найти яркие аналогии гидродинамическим явлениям в природе. [c.40]

Интересно применение маскирующих дымов в лабораторной практике с целью визуализации воздушных потоков В приборе Престона и Свитинга при менено одно удачное устройство являющееся по существу миниатюрным гене ратором масляного дыма К резервуару с маслом присоединена электрически на греваемая металлическая трубка а к иеи привинчиваются сопла разного раз мера Во время работы пары масла с большой скоростью вырываются из сопла и конденсируются в виде дыма плотность и качество которого можно регули ровать Масляный дым не вызывает коррозии и не оказывает раздражающего действия поэтому запах его можно терпеть если даже он присутствует в зна чительных концентрациях Этот метод применяется в аэродинами геских трубах в частности для визуализации течения в пограничном слое при больших числах Рейнольдса (см также ) [c.412]

III. В последнее время визуализацию воздушных потоков часто проводят методом дымящей проволочки (см., например, [121, 122]). Хотя идея визуализации таким способом возникла давно, ее первая реализация, по-видимому, изложена в [123] и несколько позже в [124]. Суть метода в следующем. Вольфрамовая проволока диаметром до 60—80 мкм натягивается в исследуемой области перпендикулярно плоскости основного течения. Перед экспериментом проволока смазывается тонким слоем смеси, состоящей из силиконового, трансформаторного или какого-либо другого масла с добавлением нефтесодержащих веществ. Вследствие высокого поверхностного натяжения нанесенная смесь собирается на нити в отдельные часто расположенные маленькие капли. Если в процессе эксперимента подавать на нить ток короткими импульсами, то образующееся при этом облако из частичек газа и дыма будет сноситься вместе с основным потоком с образованием дымовых нитей, поведение которых дает представление об особенностях течения. При этом возмущенность среднего течения здесь, по-видимому, минимальна по сравнению с другими аналогичными методами визуализации потока. Однако требуется особая тщательность при нанесении смеси на проволоку, прежде всего с точки зрения равномерности наносимого слоя. Наличие, например, отдельных слишком крупных капель приведет к тому, что они могут сорваться с нити без образования дыма. [c.39]

Что касается аналогичной визуализации воздушных потоков, то здесь все чаще используются подкрашенные дымовые струи, которые получаются как продукты сгорания специальных смесей в дымовых генераторах. В принципе, понятие дым является более широким, поскольку в качестве трассеров, которые делают картину течения видимой, нередко применяют водяной пар, различные аэрозоли, туман и другие мелкие частицы, размер которых меньше или даже много меньше 1 мкм. Способ подачи дыма в исследуемую область определяется условиями эксперимента и, чаще всего, осуществляется или через тонкую трубку, или через отверстия в модели. Однако метод весьма чувствителен, в частности, к уровню турбулентности потока в аэродинамической трубе. Если труба с высоким качеством потока, то метод можно использовать для визуализации даже сверхзвуковых ламинарных областей потока. Большой опыт применения дыма для визуализации не только до-, но и сверхзвуковых течений накоплен в аэродинамических трубах Университета Нотр-Дам. Одним из наиболее характерных и удачных примеров выполненной дымовой визуализации является работа [132], результаты которой широко цитируются в литературе. [c.42]

В условиях дозвуковых воздушных течений часто используется ряд других способов визуализации потока, например, с помощью сублимирующих (или каолиновых) покрытий, которые наносятся на исследуемую поверхность в виде тонкой пленки летучего вещества (нафталин, бифенил, аценафтен, флюорин и др.). Для получения высококачественных фотографий картин течения обтекаемую поверхность рекомендуется окрашивать в темный цвет. В частности, однотонный черный цвет поверхности хорошо контрастирует с белым цветом сублимирующего вещества. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология