Способ определения поля скоростей потока жидкости

 

Изобретение относится к области экспериментальной гидродинамики и может быть использовано для определения полей скоростей фотохромных жидкостей. Целью изобретения является снижение погрешностей. Измерение лазерного импульса с длиной волны (Л С347 нм и энергией 0,12 дм направляют ортогонально направлению потока жидкости , в которой предварительно растворяют индолиновые спиропираны в концентрации, задаваемой из соотношения С I/btl - /ь/«, где С - концентрация спиропирана в процентах; 0 31,4 см- , р 0,086 см ; 1 - ширина исследуемого потока, меньшая 9,5 см. В потоке образуется цветовая метка, которую регистрируют фотокамерой . По результатам фоторегистрации метки определяют профиль скорости . Лазерный импульс с энергией 0,12 Дж можно получить путем сложения энергий многопичковых импульсов с энергией, меньшей 0,06 Дж, при длительности между импульсами . Приведенные энергетические, временные и концентрационные режимы позволяют провести исследование поля скоростей фотохромной жидкости с минимальными гидродинамическими искажениями. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 P 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ CBMPETEJlbCTBY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГННТ ССО (21) 4255162/24-10 (22) ?0.04.87 (46) 15.03.89. Бюл. Р 10 (71) Институт проблем механики

АН СССР (72) В.А. Альварес-Суарес, Ю.В. Мартынов, А.Д. Полянин и Ю.С. Рязанцев (53) 532.574(088.8) (56) Альварес-Суарес B.A. и др.

Метод фотохромной визуализации гидродинамических потоков. — Препринт

ИПМ АН СССР У 203, 1982, с. 3-13. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ СК0РОСТЕЙ ПОТОКА ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к области экспериментальной гидродинамики и может быть использовано для определения полей скоростей фотохромных жидкостей. Целью изобретения является снижение погрешностей. Измерение лазерного импульса с длиной волны

Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике и предназначено для-измерения поля скоростей в потоках фотохромной жидкости.

Цель изобретения — снижение погрешностей.

На чертеже представлена экспериментальная кривая, отображающая зависимость длины получаемой в потоке цветовой метки от концентрации спнропирана в жидкости.

Измерения скорости потоков фотохромной жидкости, в которой растворены нндолиновые спиропираны имеют, ÄÄSUÄÄ 1465772 А 1

347 нм и энергией 0,12 дм направляют ортогонально направлению потока жидкости, в которой предварительно растворяют индолиновые спиропираны в концентрации, задаваемой из соотношения С = I/d.1 — P /d, где С вЂ” концентрация спиропирана в процентах, d = 31,4 см, p = 0,086 см ; 1— ширина исследуемого потока, меньшая

9,5 см. В потоке образуется цветовая метка, которую регистрируют фотокамерой. По результатам фоторегистрации метки определяют профиль скорости. Лазерный импульс с энергией

0,12 Дж можно получить путем сложения ! энергий многопичковых импульсов с энергией, меньшей 0,06 Дж, при длительности между импульсами 10 с. Приведенные энергетические, временные и концентрационные режимы позволяют провести исследование поля скоростей фотохромной жидкости с минимальными гидродинамическими искажениями. 1 нл.

2 особенности, заключающиеся в том, что контрастность и яркость цветовой метки уменьшаются с уменьшением концентрации растворенных фотохромных веществ„ а длина метки увеличивается. При этом длина метки не увеличивается, если энергия лазерного луча превышает

0,12 Дж.

Способ осуществляют следующим o6" разом.

В воде разбавляют индолиновый сциропиран с добавлением поверхностноактивных веществ, воздействуют на поток импульсным лазерным излучением

3 1465772 энергией 0 12 Дж а концентрацию 12 10-4; 18.10 ; 24 10 ) Искомая спиропирана вы

ыбирают по формуле зависимость имеет вид прямой, .составляющей некоторый угол с осью С

1 / и отсекающей на оси 1/1м«<- отрезок

-Д и

Соответственно, можно записать где С вЂ” концентрация спиропирана, ; с -31,4 см - ;

= С+р, / -0,086 см- ; 1лл ннс

1 — ширина исследуемого потока, где — тангенс у гла наклона пряменьше 9,5 см.

10 мой к оси С, Создают гидродинамическии поток„ Отсюда следу ет что концентрацию а поток лазерными им- фотохромного вещества, р а С оп еделя воздеиствуют на п пульсами с длиной волны н

347 м вьг- емую KQK отношение веса фотохромного зывающими фотохимическую реакцию и вещества к весу растворителя, выра<формирующими цветовые метки. Переме- женную р ц

15 в н о ентах необходимо под щение меток регистрируется с помощью бирать по формуле (1). кинофотоаппаратуры. По перемещению м 3. Ос ествляют также, меток i определяют профили скорости как и пример 1 только энергию лазерв поперечном сечении потока. ного импульса а 0 12 Дж получают путем

Пример, воде р астворяют 20 аддитивного сложения 6 импульсов с индолиновый спиропиран спи опи ан СПП-11 в при- энергией 0,0? Дж и интервалом между

10 . П с тствии поверхностно-активных ве- импульсами 10 . Пр

10 с. П и этом длина мет, сутстви ж как и при одществ, создают и а т поток и воздействуют ки остается такой же, е с эне гией 0,12 Дж. Изна него лазерным импульсом с энерги- ном импульсе с энергиеи

- 25 ей 0 -12 Дж исследуют после скоростеи мерения проводят на р т на астворе с конФ Ф опи ана 28 10 ". Pe< а концентрацию спиропира- центрацией спир р на выбирают разной. Результаты изме- зультаты измерении сведены в т

Как видно из табл. 6, длительность рений сведены в таблицу интервала между импульсами не должна

Как видно из табл. 1, длина океньшается с ростом евышать рашенной метки уменьш превышать

Таким образом, правильно выбранные концентр ции р а спи опирана, так как энергия лазерного импульса и концентмолекул поглощаюших лазерное число у рация спиропирана позволяют получить ение в единице объема, растет. излуче контрастные метки по всей длине прона пол чаемой цветовой метки, а

35 филя скорости который необходимо иззначит и ширина иссл py . е емого потока, мерить. При этом искажения поля течейия минимальны. не превышают 9,5 см.

П и м е р 2. Осуществляют анаП р т Формула изобретения логично примеру 1, только выбирают азличную энергию лазерных импульсов Способ определения поля скоростей различи при различных концентрациях спиропи- потока жидкост ранов. езу льтаты Не«Р ний IIPeAI тав предваритenI,HQM pacYaopeHHH s HeH ействии долиновых спиропиранов и воздейст лены s табл. 2- .

Как видно из табл. - эне

2-5 ргию им- на поток излучением лазерного импульать авной са с длиной волны 347 нм при после45 ения полу0 12 Дж. Большая энергия не увели- . дующей ре ей егистрации перемещения п чивает длину метки, а лишь нагревает че

Ф енной цветовой метки, о т л и ч а— ю и и с я тем, что, с, целью снилокально поток, что снижает точность ю щ и жения погрешностей, энергию лазерного измерения. эне гии лазерного излу- импульса задают равнои 0,12 Дж, а онцентрацию спиропиранов задают из чения приводи к снижению величинь соотношения дл ины метки. Для определения зависи1 м ости длины окрашенной метки 1 от

С=--— а- 41 концентрации фотохромного веществаг е С вЂ” концентрация спиропирана, С строят зависимость величины 5 д

1/l от С, где 1 „„- максималь-. о(-31,4 см

МокС ачения длины метки 1, получен- р э - -0 086 см и аз- 1 — ширина исследуемого потока, ные при энергии Е = 0,12 Дж, при раз10- меньше 9 5 см, личной концентрации С (С = 6 1

5 1465772 б при этом лазерный импульс с энергией гней, меньшей 0,06 Дж, при интервале

0,12 Дж формируют из последователь-, между импульсами, не превышающем ности многопичковых импульсов с энер- 10 С.

Та блица 1

Концентрация спиропиранов 4 10 4 4,6 104 5 .10 10 10 28 10 4 30 10

Не больХорошее

Плотность

Качество снимков шое почернения контр. изобр. метки мала ки

80 56 55

9,2

9,8 9,5

Таблица 2

Энергия

Е, дж

002004008010,1050110115012016

4 6,6 8,1 8,6 8,75 8,95 8,98 9,0 9,0

Т а б л и ц а 3 (С = 12 "10 4) Энергия

Е, дж 002 004 008 01 0,105 011 0114 012 016

7,84 7,88 8,0 8,0

3,6 6,3 7,4 7,7 7,8

Т а б л и ц а 4 (С = 18.10 ") Энергия

Е/дж 0,02 0,04 0,08 О, 1 О, 105 О, 11 О, 115 О, 12 О, 16

3,25 5,4 6,44 5,7 6,9 6,98 7,05 7,1 7,1

Т а б л и ц а 5 (С = 24 ° 10 4) Энергия, Е, дж 0,02 0,04 0,08 О, 1 О, 1п5 О, 11 О, 115 О, 12 О, 16

2,4 4,31 5,25 5 6 5,85 6,03 6,15 6,2 6,2 т

Длина метки, см

Длина метки, см

Длина метки, см

Длина метки, см

Длина метки, см

Хорошее контр. изобр.

Хоро- Хорошее шее контр. контр. изобр. изобр. увеличение толщины мет1465772

Та блица 6

Длина метки, энергия 0,12 Дж

5,6 см 5,6 см 5,6 см 5,6 см

Длина метки (6 имп. с энергией 0,02 Дж) 5,6 см 5,6 см 4,8 см 4, 1 см

10 с 10 c 10 с 10" с

Составитель Ю. Власов

Техред Л.Олийнык Корректор М. Помо

Редактор И. Касарда

Закаэ 938/44 Тиран 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.уигород, ул. Гагарина,10!

Интервал мекду импульсами

1ИО N g ф х ф