Способ исследования процессов перемешивания в модельных потоках

Способ исследования процессов перемешивания в модельных потоках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследований параметров перемешивания в модельных потоках стратифицированных жидкостей. Целью изобретения является расширение количества исследуемых параметров за счет дополнительного определения параметров массообмена в модельном потоке. В двух сосудах готовят растворы фотохромных жидкостей. В одном сосуде фотохромную жидкость создают путем растворения в кислой среде ферриоксилата калия совместно с красной кровяной солью, а в другом - путем растворения в кислой среде ферриоксилата калия совместно с 1,1-0-фенантролина. Причем ферриоксилат калия растворяют в количестве О,3-0,А г/л, 1,1-0-фенантролин 0,3- 0,4 г/л, а серной кислоты добавляют 0,5-1 г/л. Фотохромные соли заливают в кюветы так, чтобы они не смешивались и располагались поочередно между слоями исследуемой жидкости. При импульсном возбуждении жидкости слои жидкости приходят в движение. Облучают исследуемую область лучом лазера. При этом в области облучения возникают синие и красные цветовые метки. Перемещение меток дает информацию о профиле скорости потока, а границы меток - о границах слоев. 2 табл. « (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 P 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4106540/24-10 (22) 04.06,86 (46) 23.09.88. Бюл. Р 35 (71) Карагандинский государственный университет (72) Ю,В.Мартынов и A.Î.Öååá (53) 532.574 (088 ° 8) (56) Власов Ю,Н. и др, Визуализация течений для измерения скорости и турбулентности жидкости. — В сб.:

Метрология в гидродинамических измерениях. — М., 1974, с.24-25.

Авторское свидетельство СССР

1(1285376, кл. G 01 P 5/00, 1985. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ

ПЕРЕМЕШИВАНИЯ В МОДЕЛЬНЫХ ПОТОКАХ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследований параметров перемешивания в модельных потоках стратифицированных жидкостей. Целью изобретения является расширение количества исследуемых параметров за счет дополнительного определения параметров массообмена в модельном потоке. В двух сосудах готовят растворы фотохромных жидкостей. В одном сосуде фотохромную жидкость сбздают путем растворения в кислой среде ферриоксилата калия совместно с красной кровяной солью, а в другом— путем растворения в кислой среде ферриоксилата калия совместно с

1,1-0-фенантролина. Причем ферриоксилат калия растворяют в количестве

0,3-0,4 г/л, 1,1-0-фенантролин 0,30,4 г/л, а серной кислоты добавляют

0,5-1 г/л. Фотохромные соли заливают в кюветы так, чтобы они не смешивались и располагались поочередно между слоями исследуемой жидкости. При импульсном возбуждении жидкости слои жидкости приходят в движение, Облучают исследуемую область лучом лазера.

При этом в области облучения возникают синие и красные цветовые метки, Перемещение меток дает информацию о профиле скорости потока, а границы меток — о границах слоев. 2 табл.

1425553

10.токе.

Способ осуществляют следующим об.разом, 1

В двух сосудах готовят растворы фотохромных жидкостей, В одном сосуде фотохромную жидкость создают путем .растворения в кислой среде ферриоксалата калия совместно с красной кровяной солью, а в другом — путем растворения в кислой среде ферриоксалата калия совместно с 1,1-0-фенантролина. Причем ферриоксилат калия растворяют в количестве 0,3-0,4 г/л, красную кровяную соль — в количестве 0,30,4 г/л, 1,1-0-фенантролин 0,3-0,4 г/

/л, а серной кислоты добавляют 0,51 г/л.

Фотохромные слои заливают в кюветы или во входную камеру гидроконтура так, чтобы они не смешивались и располагались поочередно между слоями исследуемой жидкости. Приводят слои жидкости в движение и воздействуют на них индуцированным лазерным лучом, вызывающим фотохромную реакцию.

Поперек потока формируются цветовые метки. Причем в слоях, в которых растворен ферриоксилат калия совместно с красной кровяной солью, образу.— ется синяя метка, а в слоях, в которых растворен ферриаоксилат калия совместно с 1,1-0-фенантролином, красная метка. Причем. регистрируемое перемещение меток дает информацию о профиле скорости, а границы меток границы слоев, l

В результате взаимодействия слоев друг с другом проходит взаимное проникновение одного слоя в другой. На границе между слоями возникает область, в которой цвет меняется от красного до синего через желто-светло-коричневый, коричневый, темнокоричневый, сине-темно-коричневый.

Причем цвет метки зависит от процентного соотношения красной кровяной соли и 1,1-0-фенантролина, т.е., зная цвет метки,, можно однозначно

Изобретение относится к измеригельной технике и может быть испольэовано для исследований параметров перемешивания в модельных потоках, в частности стратифицированных жидкостей.

Цель изобретения — расширение количества исследуемых параметров за счет дополнительного определения параметров мас.сообмена в модельном поопределить процентное соотношение названных веществ. Предварительно должны быть сделаны эталонные снимки цветовых жеток с различными соотношениями красной кровяной соли и 1,1-0фенантролина.

Приведенные диапазоны концентраций реагентов — оптимальны и получены экспериментально.

Результаты экспериментов приведены в табл.1 и 2.

Из табл.1 видно, что если концентрация ферриоксилата калия и красной кровяной соли меньше 0,2 г/л (концентрация обоих реагентов должна быть одинакова, так как они вступают между собой под влиянием ультрафиолетового излучения в химическую реакцию, и яркость метки определяется только концентрацией компонента, чья массовая доля меньше,, образованная метка из-за слабой окраски не регистрируется кинофотоаппаратурой.

Если концентрация компонентов превышает 0,4 г/л, определить границу проникновения молекул одного слоя в другои нельзя, так как слишком яркая окраска (например синяя) несущей фазы забивает слабую окраску (красную) небольшого количества проникшей жидкости (дисперсной фазы) и окраска метки практически не меняется, несмотря на то, что слои частично смешаны, до тех пор, пока концентрация дисперсной фазы не достигнет значения 0,2.

Если концентрация меньше 0,4 г/л, наличие уже сравнительно небольшого количества дисперсной фазы в несущей (порядка 0,005) уже приводит к изменению .и регистрации изменения цвета метки.

Как видно из табл.1 наиболее оптимальными концентрациями являются: ферриоксилат калия 0,3-0,4 г/л, красная кровяная соль 0,3-0,4 г/л с добавлением серной кислоты 0,5-1,0 г/л, Если концентрация компонентов меньше 0,4 г/л, удается определить наличие жидкости из прилегающего слоя, при ее концентрации 0,008, и точно определить границу проникновения жидкости из одного слоя в другой. Если концентрация равна 0,5 г/л, до тех пор, пока концентрация проникающей жидкости не достигнет объемной доли 0,25, определить и зарегистрировать изменение цвета метки не удается.

Та блица 1

Концентрация, г/л: ферриоксилат калия

0,2

0,4

0,3

0,5 красная кровян ая соль

0,4 0,5

0,2

0,3 серная кислота

Контрастность

0,3

1,0

0 5

1,2

Бледная Яркая Яркая Яркая метки

5,0

4,5

6,5

Длина метки, см

Не определена

Возможность определения границы

Не опОпре- Определе- делена ределена на

Таблица2

Концентрация, г/л: ферриоксилат калия

1,1-0-фенантролин, 0,5

0,3

0,2

0,4

0,3 0,4

0,5

0,2 серная кислота

Контрастность метки

1,2

0,5

0,3

1,0

Бледная Хорошая Яркая Яркая

Не оп" 6,5 5,0 ределена

4,0

Длина метки, см

Воэможность определения границы

Опре Опре- Не определена делена делена

ВНИИПИ Заказ 4762/41 Ти аж В47 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ исследования процессов перемешивания в модельных потоках, заключающийся в формировании между слоями исследуемой жидкости слоев фотохромной жидкости, воздействии на слои жидкости индуцирующим лазерным излучением и регистрации перемещения полученных в зоне облучения цветовых меток, по результатам которых судят о параметрах процессов перемешивания в модельных потоках, отличающийся тем, что, I с целью расширения количества исследуемых параметров за счет дополнительного определения массообмена, 425553

4 между слоями исследуемой жидкости поочередно формируют слои различных фотохромных жидкостей, одни получае5 мые растворением в кислой среде ферриоксилата калия совместно с красной кровяной солью, а другие — растворением в кислой среде феррноксилата калия совместно с 1,1-0-фенантролина, при этом ферриоксилат калия растворяют в количестве 0,3-0,4 г/л, красную кровяную соль в количестве 0,30,4 г/л, 1,1-0-фенантролин 0,30,4 г/л, а серной кислоты добавляют

0,5-1 г/л, а о параметрах процессов перектешивания судят по изменению цвета меток.