Бесконтактные методы измерения полей скорости

БЕСКОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ полей СКОРОСТИ [c.414]

Для корректного описания основных физических явлений и понимания трехмерной картины вихревого движения в сложных турбулентных течениях необходима информация не только о поле осредненных скоростей, но и о распределении всех компонент тензора напряжений Рейнольдса. Как отмечалось выше, подобная информация также важна при совершенствовании и развитии приемлемых расчетных методов этого класса течений. Однако определение всех компонент напряжений Рейнольдса представляет собой весьма непростую задачу, решение которой требует тщательной отработки методики эксперимента, соответствующего оборудования и определенного опыта и навыков в работе с аппаратурой для измерения турбулентности. Это в особенности относится к исследованиям пространственного сдвигового течения в угловых конфигурациях, где наличие твердых границ (граней) вызывает повышенную чувствительность течения к внесению всякого рода возмущений, например, от державок, обтекателей, стоек и т.п., которые могут быть источником дополнительных методических погрешностей. За неимением эффективных бесконтактных оптических методов диагностики, нередко ограничиваются определением (интегральной по спектру) продольной компоненты пульсаций скорости, измерение которой представляет собой менее трудную в техническом отношении задачу, тем более что и по поведению этой компоненты можно, по крайней мерс на качественном уровне, судить о свойствах исследуемого течения. [c.125]

Поскольку многие из существующих бесконтактных оптических методов измерения скорости в газовых и жидкостных потоках основаны на использовании лазерной техники, нельзя не упомянуть так называемые трековые методы, которые в последнее время интенсивно совершенствуются главным образом за рубежом. Процедура измерений указанными методами состоит в регистрации траекторий визуализирующих поле скорости частиц и в последующем анализе и обработке полученных фото- или видеоизображений. За прошедшие 20 лет роль и возможности трековых методов существенно возросли в связи с достижением высокого уровня автоматизации обработки изображений, хотя сложность самих автоматизированных систем является весьма сильным сдерживающим фактором. Вероятно, по этой причине дальнейшее развитие получили спекл-измерители скорости (СИС), в которых реализация процесса автоматизированного сбора данных и их обработки упрощается. Хотя в настоящее время существует несколько схем СИС, наибольшее распространение получил измеритель скорости, основанный на регистрации изображения частиц и получивший в зарубежной литературе название PIV (Parti le Image Velo imetry). В принципе здесь, как и в трековых методах, выполняется непосредственная регистрация визуализирующих поле скорости частиц, однако в дополнение к этому применяется техника спекла. Сущность метода можно упрощенно представить следующим образом. Если фотопластинку, на которой содержатся пары изображений частицы, в разные моменты времени спроектировать с помощью лазерного луча на экран, то эти частицы будут работать как пары отверстий в интерферометре Юнга. Как следствие, на экране формируются интерференционные полосы Юнга, которые и являются основной информацией для получения конечного результата. Зная интервал времени между экспозициями и считывая расстояние между полосами, определяют величину смещения частиц на каждом участке поля течения. [c.26]

Замер поля скоростей. Для измерения скорости в любой точке потока жидкости наиболее целесообразно использовать бесконтактные оптические методы. В установке применялся ультрамикроскопический метод. Приборы, работа которых основана на этом принципе, позволяют достичь точности измерения порядка 0,1%. Кроме того, они дают возможность быстро обработать экспериментальные данные (применеш1С методов, основанных на фотографировании визуализирующих поток частиц, требует значительных затрат времени, в особенности при необходимости определить поле скоростей в большом числе точек). В данном методе используется следующее явление если при общем затемненно.м потоке дать сильное боковое освещение какой-либо части его таким образом, что непосредственно ни один луч от осветителя не попадет в глаз наблюдателя, то свет, попадая на микроскопические частицы, практически всегда имеющиеся даже в чистых жидкостях, рассеивается. При этом освещенные частички, наблюдаемые в микроскоп, представляются наблюдателю в виде светлых точек на темном поле, яркость которых зависит от размера наблюдаемых частиц и количества световой энергии от отдельной частицы, попадающей в объектив микроскопа. Поэтому желательно применить очень яркие источники света для освещения. Описанное явление открыто Тиндалем в 1868 г. и носит его имя, т. е. явление Тиндаля - это рассеяние света в средах с размерами частиц 0,1Хц, (Х , - длина волны падающего света). [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология