Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 119
Текст из файла (страница 119)
зом в [45] цолучевы выражении для определения температуры и малярной концентрации по теневым картинам, образующимся при настройке ннтерферометра на полосы конечной ширины: Т(х, у) 1 Х Т ЛР(х, у) 1~ /. (л г — 1) Индексом аа обозначены величины для невазмущенного потока на удалении от обтекаемого тела. Знак плюс относится к случаю п)п, знак минус — к случаю п(п .
Съемку интерференционной картннй производят одновременно при двух длинах волн света Л| и Лл. Индексы 1 и 2 соответствуют длинам волн Л,.и Л», индексы «в» — воздуху, «г» — газу. При прохождении лучей около поверхности тела возникает дифракция, и иа экране на интерференционные полосы накладываются полосы от днфракцин. Вследствие этого интерференционные методы применимы тогда, когда толщина пограничного слоя во много раз больше ширины дифракционной .зоны (так, при =0,5 мкм и расстояниях от точечного источника до кромки тела и от кромки тела до экрана, равных О,б,м, координата первого максимума полосы дифракции равна 0,45 мм [42]).
Вопросы техники проведения оптических исследований и методы расшифровки теневых картин в сложных полях рассмотрены в [42 — 44]. Голографические методы [46, 49, 80], . Эти методы предназначены для получения объемных изображений Голограмма представляет собой заснятую на фотопластинке картину интерференции между опорным лучом и лучами, рассеянными объектом (или оптической неоднородностью). Коте. ретность опорного и рассеянных лучей обеспечивается использованием в качестве источника света.
лазера. В результате освещения пластинки с голограммой опорным (восстанавливающим) лучом с таким же расположением, как и при съемке, восстанавливается световая волна, рассеивающаяся объектом прн экспозиции, что дает объемное (мннмое) изображение предмета (оптической неоднородности) в месте его расположения. Мегодамн голографии исследуются пространственная структура двухфазных потоков, скачки уплотнении н волны разрежения в сверхзвуковых газовых потоках [47, 48]. Восстановленный пучок света можно объединить с лучном рассеянного света, идущим от объекта в другой момент времени. Если за время после первой экспозиции с объектом произошли изменения, на экране (или фотоаластннке) возникнут полосы интерференции типа полос, получаемых на интерферометре Маха — Цендера при настройке его на полосы бесконечной ширины.
Практически экснознция голограмм производится дважды на одну пластивку в разные моменты времени. Достоинством танях интерферограмм является устранение влияния несовершенства оптических систем, так как искажения остаются теми же для первого и второго снимков. Это позволяет исследовать среды, заключенные в объемах с окнами нз обычных стекол [49, 50]. Радиоизатопиые методы. Методы основаны на ослабленны интенсивности радиоактнвнога излучения при прохождении 419 Методы экспериментального иссеедоэллил полей й 8.2 Рис.
8.25. Исследование поля плотности раднонзотопным методом. у — кситеэиер; 2 — трубе с мссиекуеммм потоком; 3 — источник иеиуееиии; 4 — ' счетчик; З вЂ” реме. через исследуемую среду. Для потока излучений, проходящего нормально через площадку единичной поверхности в направлении осн х, изменекие интенсивности излучения подчиняется зависимости [52] г(1 = — Р1дх„ (8.66) где 1 — интенсивность излучения; р — линейный козффициект ослабления для данной среды: Р = ррт = (р[ре) ре' (8 67) здесь р — массовый коэффициентослаблеиия; ре и рс — линейный коэффициент ослабления и плотность исследуемого вещества при нормальных условиях.
Исследуеман среда находится в металлическом сосуде (трубе) и проснечивается пучком от источника гамма- или бета-излучении, расположенного в свинцовом контей. иере (рис. 8.25). По другую сторону сосуда находится счетчик излучения, также расположенный в свинцовом контейнере. Отверстия в контейнерах излучателя (коллиматор) и приемника (диафрагма) находятся на одной оси.- Счетчик регистрирует количество отсчетов в минуту [53]: л = лф + С1 ехр ( — [рв (хиз + х, ) + +Рс (бее+ бок) + РЦ), (8.68) где ле — фоновое излучение; С вЂ” коэффициент пропорциональности.
Индексом «в» обозначены величины, относящиеся к воздуху, «с» — к стенкам сосуда. Остальные величины показаны иа рисунке. Для того чтобы исключить неизвестные величины, относящиеся к стенкам сосуда, проводят градуировочные опыты, при которых сосуд заполняется средой с известиымп свойствами (р,) и регистрируются показания счетчика л,. Средине по ходу луча плотность и истинное объемное нарасодер.
жанне ср определяют по выражениям ! л — лк~ Р = Ре ~ — — !п — — х-~1; (8.69) Ре Рэ( лт лф l 1 л — лф Рз — Рг ср = — 1п — — —, (8.70) (Ра Рг)ь лт лф Рз Рз 27» где л — показания счетчика при просвечивании исследУемой сРеды; Ри и Рз — линейные коэффициенты ослабления для первой и второй фаэ. В тех случаях, когда внутренние размеры исследуемой области известны неточно, градуировочные опыты проводят дважды н регистрируют показания л„и лть При наладке удобно заполнять сосуд сначала одной, а зятем другой фазой, при этом истинное объемное паросодержание Перемещая источник излучения и приемник относительно сосуда, можно найти распределение плотности в исследуемой области.
Для определения средней плотности среды применяют широкие пучки [53]. Ком. пенсационный метод, позволяющий устранить влияние нестабильности работы радиомегрической аппаратуры, рассмотрен в [26]. Для просвечннания тонкостенных сосудов применяются источники бета-излучения "Бг,.для толстостенных сосудов — источники гамма.излучения "Со. При больших толшииах стенок сосудов чувствительность радноизотопного метода снижается из-за большого поглощенна излучения в стенках. В таких случаях возможно применение источников нейтронного излучения, если иссйедуемая среда обладает большими сеченйяуеи захвата по сравнению с материалом стенок сосуда [26].
В качестве источников применя ют источника быстрых нейтронов Ро — Ве или Рн — Ве. Рабата с радиоактивными источниками требует соблюдения правил радиационной безопасности [52]. Высокочастотный волновой метод [26]. С помощью этого метода можно иймерить среднее По сечению двухфазного патока истинное объемное паросодержание. В основе лежит зависимость диэлектрической проницаемости в исследуемой среды от соотношения между объемным содержанием паровой и жидкой фаз. Для измерения е (нлн отклонений е от значений в градуировочных опытах) применяют два способа: 1. В исследуемую среду (трубу с проходящим по пей двухфазным потоком) вво. днтся волновод (стержень) от генератора высокой частоты.
Между падающими и отраженными волнами возникает интерференция, и на волноводе образуются узловые точки стоячих волн с нулевым напряжением, Скорость распространения волн в рабочей среде зависит от значений е. Изменение паросодержания ведет к изменению е, в результате чего узловые точки смещаются вдоль волновода кан иа участках, расположенных в исследуемой среде, так и вне ее. Смещение узловых точек на волноводе вне рабочей среды определяется по схеме либо со следящей электромеханической системой, либо с восстановлением узловых точек в прежнем (градуировочном) положении. В обоих случаях прибор заранее градуиру- Методы экспериментальногц изучения тепло- и массообмена .
Равд. 8 ется, для чего в трубу помещается среда с известным паросодержанием. 2. Поток пропускается через нольцевой зазор, который рассматривается как электрический конденсатор. Для измерения его емкости, связанной с паросодержанием потока, используется, колебательный контур [26]. Метод отсечки. Метод предназначен для определения среднего на участке трубы значения плотности и соответственно значения истинного паросодержання гр. Участок трубы с потоком цтсекается от контура быстродействующими клапанами и затем взвешивается. Для увеличения точности измерения требуется брать участки1 достаточно большой длины (порядка нескольких метров 26, 27]).
отографические методы исследования процесса .кипения структур потока. Описание фотографических методов исследования кипении пряведено в [64]. Методы исследования структуры дисперсных потоков (концентрации, формы, скоростей и температур частиц) описана а (69]. Оптический зонд для измерения размеров капель влаги в паровом потоке описан в [74]. В зонде использованы световоды для вывода наружу ассеянного на каплях излучения ат лазера. егистрируются капли размером 0,0!— 1 мкм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
