示蹤粒子的應(yīng)用.ppt

《示蹤粒子的應(yīng)用.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專(zhuān)區(qū)-天天文庫(kù)。

1、示蹤粒子的應(yīng)用示蹤粒子的應(yīng)用1.定義可見(jiàn)的粒子，跟隨流體一起運(yùn)動(dòng)，通過(guò)這些粒子來(lái)觀察流體的運(yùn)動(dòng)，把各種流動(dòng)現(xiàn)象顯示出來(lái)。2.示蹤粒子的特性研究1）跟隨性示蹤粒子跟隨性與粒子密度，粒徑和紊流的脈動(dòng)頻率密切相關(guān)。2）光學(xué)特性記錄裝置對(duì)粒子散射光強(qiáng)有最低值限制。它與粒徑示蹤粒子的應(yīng)用通過(guò)兩個(gè)性質(zhì)的研究我們發(fā)現(xiàn)在選擇粒子的時(shí)候不能只考慮粒子的一種性質(zhì)，因?yàn)閮烧叽嬖谥环N矛盾，跟隨性要求粒子越小越好，但光學(xué)特性又要求粒子不能太小，所以在選擇示蹤粒子的時(shí)候，要做一些詳細(xì)的計(jì)算，多參考現(xiàn)有資料。在無(wú)接觸測(cè)試中,為提高水中示蹤粒子的跟隨性和測(cè)試

2、結(jié)果的可靠性,在測(cè)試系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備可辨識(shí)的條件下,選用粒子的粒度應(yīng)盡量小。示蹤粒子的應(yīng)用3.示蹤粒子的選擇基本要求：1）跟隨性好2）可見(jiàn)度高高質(zhì)量的示蹤粒子注意這幾個(gè)方面：（1）比重要盡可能與實(shí)驗(yàn)流體相一致（2）足夠小的尺度（3）形狀要盡可能圓且大小分布盡可能均勻（4）有足夠高的光散射效率。（5）示蹤粒子不易沉淀和污染流場(chǎng)(6)顏色為不透明的淺色,白色或淺黃色更佳,對(duì)光的反射性強(qiáng)而均勻示蹤粒子的應(yīng)用流體跟隨性較好、品質(zhì)較高的固體示蹤粒子,如花粉、鍍銀空心、玻璃球、熒光粒子、尼龍粒子和三氧化二鋁粉等。然而,這些示蹤粒子的價(jià)格普遍較

3、為昂貴。這些粒子的制作工藝非常復(fù)雜,國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)制作微粒的技術(shù)。示蹤粒子的應(yīng)用4.粒子示蹤流動(dòng)顯示的各種方法1)固態(tài)粒子示蹤法固態(tài)示蹤粒子：鋁粉、聚笨乙烯小球、有機(jī)玻璃粉末等固態(tài)粒子示蹤法與激光光源結(jié)合，可顯示流體流動(dòng)圖像；再結(jié)合PIV技術(shù)還可定量測(cè)量流場(chǎng)中速度分布。示蹤粒子的應(yīng)用2)液態(tài)粒子示蹤法液態(tài)示蹤粒子：墨水、牛奶以及各種染料配制的染色液在流動(dòng)顯示中很清晰，又伴有各種顏色，是一種應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)。示蹤粒子的應(yīng)用3)氣態(tài)粒子示蹤法水流中使用最多的是氫氣泡，在氣流中，采用彩色的氦氣泡。示蹤粒子的應(yīng)用PIV原理簡(jiǎn)介PIV通過(guò)

4、在流場(chǎng)中投放示蹤粒子,利用滿(mǎn)足跟隨性的粒子運(yùn)動(dòng)來(lái)表征當(dāng)?shù)亓黧w的運(yùn)動(dòng)。使用二維片光光源照亮流場(chǎng)中某一被測(cè)區(qū)域粒子,通過(guò)連續(xù)兩次或多次瞬間曝光對(duì)粒子進(jìn)行成像,粒子的圖像可記錄在底片或CCD相機(jī)上,記錄出粒子瞬間運(yùn)動(dòng)前后的圖像,對(duì)圖像上每一粒子像點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算就可得到整個(gè)被測(cè)區(qū)域內(nèi)瞬時(shí)流場(chǎng)的速度分布。PIV測(cè)量利用合適的示蹤粒子運(yùn)動(dòng)來(lái)表征流場(chǎng)狀況,示蹤粒子的特性對(duì)PIV最終測(cè)量結(jié)果影響很大。一般要求：無(wú)毒、無(wú)腐蝕、無(wú)磨損、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、清潔等三個(gè)基本要求：1）粒子對(duì)流體運(yùn)動(dòng)的跟隨性好，以真實(shí)反應(yīng)流體運(yùn)動(dòng)；2）粒子對(duì)光的散射特性好，以有利于

5、攝影成像；3）粒子在流體中的分布和濃度大小要滿(mǎn)足能獲得全流場(chǎng)圖像信息的要求。液體流場(chǎng)中常用的示蹤粒子類(lèi)型物質(zhì)平均直徑/微米固體聚苯乙烯10~100鋁粉2~7玻璃球10~100合成棉顆粒10~500液體各種油50~500氣體氧氣泡50~1000氣體流場(chǎng)中常用的示蹤粒子類(lèi)型物質(zhì)平均直徑/微米固體鎂粉2~5二氧化鈦5~20聚苯乙烯0.5~10鋁粉2~7玻璃球30~100合成棉顆粒10~500液體各種油0.5~10激光多普勒測(cè)速原理激光束射向流動(dòng)著的粒子，粒子發(fā)出的散射光的頻率改變了，通過(guò)光電裝置測(cè)出頻率的變化，就測(cè)得了粒子的速度，也就

6、是流動(dòng)的速度。激光多普勒測(cè)速儀本質(zhì)上是利用檢測(cè)流體中和流體以同一速度運(yùn)動(dòng)的微小顆粒的散射光來(lái)測(cè)定流體速度的儀器，由此也帶來(lái)一定的局限性。在測(cè)純凈的水或空氣速度時(shí)，必須由人工摻入適當(dāng)?shù)牧Ｗ幼魃⑸渲行?。LDV常用粒子粒子液體流動(dòng)氣體流動(dòng)空心玻璃珠聚苯乙烯球二氧化鈦碳化硅霧化液滴氧化鎂流化床細(xì)粉直徑/UM8~120.09~1.10.221.50.1~31~22效果好好易聚集易聚集粒子偏大不均勻難控制濃度發(fā)射部分接收部分血液流動(dòng)的研究血液流體力學(xué)推動(dòng)了激光多普勒測(cè)速的研究。它是利用多普勒效應(yīng)原理，對(duì)運(yùn)動(dòng)的臟器和血流進(jìn)行探測(cè)。激光多普勒是

7、一個(gè)有效的無(wú)創(chuàng)傷性的腦血管檢查方法對(duì)受檢查者毫無(wú)創(chuàng)傷和痛苦。謝謝觀看