激光纹影仪观测传质过程中RBM对流结构

建立以激光为光源的纹影仪装置 ,用激光纹影仪在线监测不同有机溶剂各种传质过程中产生的 RBM(Rayleigh- Bénard- Marangon)现象 ,同时拍摄了传质过程中出现的 RBM现象状态 ,定性分析了不同影响因素的影响 ,其成果将有助于进一步的理论分析 .

彩色纹影仪设计新方法

使用普通的白色光源,利用平凸透镜的色差和分光原理,通过刀口分光,对实验中常用的普通纹影仪进行了结构改进设计,使之成为彩色纹影仪系统,并采用增大透镜焦距的措施,提高了纹影仪的测量精度。经应用于检测Ma1.2的超声速流场的激波/膨胀波系的气动实验和Ma2.5的超声速燃烧实验中冷态流场的激波系测量,均获得了较好的彩色纹影图像。

纹影仪光源的结构设计

基于纹影仪的基本原理,分析造成纹影仪成像质量不佳的原因,提出了在光源部分加装自聚焦透镜的解决方法。深入分析并计算了加装自聚焦透镜后汇聚光斑的大小,同时,为装调方便设计了同轴夹装调整架。通过实验验证,加装了自聚焦透镜后,在加热平台处于60℃和90℃两种温度下,纹影仪的成像质量均有明显的提升,所见空气扰动更为清晰明显。

在纹影仪上应用双频光栅测量温度分布的实验

在纹影仪上应用双频光栅测量温度分布的实验李昌烽，霍然（中国科学技术大学热科学与能源工程系合肥２３００２６）明海，刘宇，周展冈（中国科学技术大学物理系合肥２３００２６）光学测量方法以其独特的优点已成为工程热物理研究中重要的测试手段．近年来发展了许多新颖...

一种便携式锥形光彩色纹影仪的设计

通过阐述彩色纹影仪的原理,进一步分析了双透镜纹影系统、反射式Z形光路平行光纹影系统和锥形光纹影系统的特点和便携式改进的可行性.提出了一种利用锥形光纹影系统加装两组平面反射镜的设计方法,缩小了装置尺寸;同时通过采用大功率LED发光管代替传统卤素灯点光源,减小了装置的重量.最后简述了改进后装置的测试情况,证实了光路折叠式锥形光彩色纹影仪的便携式应用设计方案是可行的.

气相爆轰波的高速摄影观测

文章介绍了利用转镜高速摄影机与纹影仪组成高速纹影摄影系统观测气相爆轰波的方法。

研究激波振荡用亚微秒火花聚焦阴影系统

在高超声速风洞试验中,用普通纹影仪配上单次亚微秒火花光源,组成亚微秒火花聚焦阴影系统,同时采用延时同步器控制闪光时间,在同一次吹风试验中,用普通相机拍摄出振荡频率达3000Hz 的激波运动周期过程。文中提供的一组照片清晰地显示出激波、分离区及激波与边界层的干扰,可以看出激波传播状况,这对分析研究是很有用处的。

光学在内波实验研究中的应用

内波的实验室模拟是目前物理海洋学和流体力学研究的热点之一。结合实验室内波的模拟实验,近代光学技术、数字图像获取和计算机数据处理技术及三者相结合的技术,介绍内波实验中流场图像化测量领域的研究进展。同时对传统的纹影仪(横式)、立式纹影仪、数字纹影仪和片光源染料粒子示踪技术进行综述。并比较了各自特点及其在内波研究中的优缺点。

单组分扩散过程中界面湍动对流结构的观察

利用激光纹影仪从垂直和平行于界面两个方向对静止和流动乙醇吸收、解吸CO2的传质对流结构进行了观察,发现在液相主体中明显存在传质导致的液体对流现象,同时发现对流结构在液相流动方向取向具有优先性。研究界面对流对增大传质速率,探索微观传质机理和寻求强化传质途径具有理论和实际意义。

双组分扩散过程Rayleigh-Bénard-Marangoni现象实验研究

Laser Schlieren device was established to observe Rayleigh-Bénard-Marangoni effect produced in thick liquid depth by the diffusion of binary liquid mixtures.A recorder and a camera separately recorded dynamic and static convective flow patterns during experiment.According to different signs of Ma number and Ra number,different binary liquid mixtures were selected to investigate the RBM effect induced by different driven mechanism including density gradient or surface tension gradient or combination of both.Qualitative analysis to experiment results was presented.

吸收过程自然对流非稳态数值模拟

传质过程中液相密度变化导致的自然对流,改变了液相流动状态,对传质有着较大的影响。利用纹影仪光学方法,获得了乙醇吸收CO2过程中自然对流的纹影图像;并通过吸收传质流体CFD模型,应用有限元方法对气液吸收过程中出现的自然对流发生过程进行了数值计算,得到了液相自然对流发生时的非稳态流场分布和浓度分布信息。分析结果表明传质过程中当自然对流发生后,促进了液相表面更新,加强了传质效果,在考察相际传质过程时,应充分考虑自然对流对传质速率的影响。

气液传质相界面湍动现象的实验及分析

气液相际间传质过程中 ,由溶质浓度梯度产生的表面张力梯度可以导致相界面湍动现象。本文采用激光纹影仪观察及计算机在线图象采集的方法 ,对气液两相物理吸收和解吸过程中相界面处的湍动现象进行了实验研究。传质过程包括异丙醇、乙醇、甲醇、氯苯吸收和解吸CO2 。实验结果表明 ,在不同的吸收体系中 ,有不同的湍动形状 ,根据其形状大致可分为多边形和滚桶状两类 ;同一体系 ,在不同的实验条件下 ,也会有多种界面湍动的形式 。

用激波管研究超音速气固两相流

在激波管里进行了可压缩性气固两相流的实验研究。测量了激波通过颗粒群时的压力的衰减过程。用纹影仪拍摄了激波与颗粒群相互干涉的照片。试验了颗粒群的不同构造对压力衰减的影响。指出了激波反射。

双组分扩散过程界面湍动现象观察

利用激光纹影仪对静止、水平流动以及降膜流动的乙醇水溶液双组分扩散过程中传质导致的界面对流结构进行了观察,同时考察了温度、液层厚度、流体运动状态等因素对界面对流结构的影响.研究结果有助于寻求增进传质的有效途径,并且为传质界面湍动现象的理论分析提供实验依据.

吸收过程Rayleigh对流非稳态数值模拟

通过应用有限元方法,对气液吸收过程中出现的Rayleigh对流发生过程进行了数值模拟计算,得到了液相Rayleigh对流发生时的流场分布和浓度分布定量信息;利用激光纹影仪光学方法,获得了乙醇吸收CO2过程中Rayleigh对流的纹影图像,通过比较模拟计算结果和实验纹影图像,证实模拟计算结果的正确;在模拟计算和实验结果的基础上,对传质过程中Rayleigh对流对传质过程的影响进行了定性和定量的分析,揭示了界面传质导致的Rayleigh对流产生发展过程及对传质的影响.

硅系延期体喷火火焰特性研究

为了探究延期体末端喷火段的火焰特性,采用硅系延期药制备了无切缝和有切缝两种延期体进行对比实验,通过高速相机和激光纹影测试系统观测延期体末端喷火火焰的流场结构,计算喷火火焰速度,以获得延期体喷火火焰特性与药芯燃烧传播稳定性的关系。结果表明:末端无切缝时,喷火火焰存在二次不稳定湍流火焰,其原因是由于内部气体积累而使药芯断裂,产生脉动燃烧现象;有切缝时,不存在二次湍流火焰,由于切缝的泄压作用,使药芯密度均匀,内部为稳定的层状燃烧。

用激波速度法比较不同电嘴的放电性能

本文介绍了用高速照相机结合纹影仪录取高能电嘴放电时产生的激波传播过程的试验方法,并根据录取的激波半径和时间的关系,比较了不同电嘴的放电性能。

浓度驱动的Rayleigh-Bénard-Marangoni对流光学研究(英文)

利用激光作光源 ,通过光学纹影仪系统 ,系统观测了不同质量传递过程中浓度驱动的Rayleigh B啨ｎａｒｄ Marangoni对流结构 .在应用不同吸收剂的基础上 ,考查了密度梯度和表面张力梯度在RBM对流中的作用 .结果表明 ,实验过程中溶剂蒸发所导致的表面冷却和溶质吸收、解吸的热效应是影响RBM对流产生的重要因素 .在实验结果的基础上 ,定性地分析了RBM效应的观测结果 。

300型割嘴切割氧流场比较试验研究

试验包括冷流试验和燃烧试验两部分,记录两部分试验的试验数据和流场形态。通过冷流纹影试验与点火燃烧试验的切割氧分布形态、切割氧风线长度的比较,分析出割嘴切割性能的变化规律,为改进和提高大厚度割嘴切割能力提供理论基础和试验依据。