Способ пространственной маркировки жидкости для исследования скоростной структуры потоков

(54) СПОСОБ ПРОСТР РОБКИ ЖИДКОСТИ ДЛЯ РОСТНОЙ СТРУКТУРЫ (57) Изобретение о тельной технике и , область применения нент с плотностью,СТВЕННОЙ МАР ССЛЕДОВАНИЯТОКОВ осится к измеризволяет расширит пособа. В компоменьшей плотност КИ- СКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ 3889485/24-1020.03.8530.10,86, Бюл. У 40Ленинградский гидромий институтВ.С.Беззаботнов532.574(088.8)Белогальский В.А., ВПМТФ, 1973, В 5, 70вторское свидетельств1897, кл. С 01 Р 5120 жидкости, добавляют меченое вещество,например кристаллический порошокмарганцево-кислого калия, в пропорции10:1 и смешивают с компонентом плотностью, большей плотности водь 1, вмассовом соотношении 10: 1:6. Объем 2отрицательной плавучести метящего вещества из приготовленного раствораразмещают на дне емкости с исследуемой жидкостью 1 и нарушают целостность его поверхностного слоя. Мелкодисперсные частицы, покрытые гидроФобной пленкой легкого компонента,всплывают из объема и образуют в жидкости меченую трассу 3, не искажающуюструктуру скоростей течения. По вели-чине и соотношению векторов смещениятрассы 4 на отдельных уровнях судят ф фо микроструктуре скоростей, 1 ил.12672602 5 1 О 15 20 25 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения микроструктурыскоростей течения и плотностных неоднородностей в жидкости,Цель изобретения - расширение области применения.На чертеже изображена схема определения микроструктуры скоростей те"чения в жидкости.На схеме представлены:исследуемаяжидкость 1, объем метящего вещества2, трасса меченой компоненты 3 векторы смещения трассы 4.Определение микроструктуры скоростей течения в жидкости осуществляютследующим образом.Время существования трассы меченого вещества задают исходя из временных масштабов исследуемых процессов,которые в соответствии с задачами,решаемыми предлагаемым способом, нанаходятся в пределах от долей секунды до нескольких минут (поверхностные и внутренние волны, турбулентность, процессы эволюции вертикальноймикроструктуры скоростей течения,плотностные неоднородности), Достоверный ряд измерений с учетом эФФектадискретизации может быть получен втечение времени на порядок большеговременного масштаба изменчивости процесса. Это значит, что если, например, масштаб характерной временнойизменчивости процесса равен 10 с, товремя существования трассы меченоговещества должно быть не менее 1 минПосле определения времени существования трассы выбирают компоненты раствора для создания жидкого объема сучетом их гидрофобности относительножидкости и друг друга. При этом одинкомпонент раствора должен иметь плотность больше плотности жидкости (например, четыреххлористый углерод сплотностью1,6 г/см), а второй -меньше плотности жидкости (например,машинное масло с плотностью 09 г//см), В компонент, плотность которого меньше плотности жидкости,.добавляют меченое вещество, например кристаллический порошок марганцево-кислого калия, в пропорции 10 мас.ч. машинного масла 1 мас,ч, кристаллическогопорошка марганца, и тщательно их перемешивают. Затем полученный растворсмешивают с компонентом, плотностькоторого больше плотности жидкости,беря последнюю в количестве 6 мас,ч. В результате получается раствор, имеющий суммарную отрицательную, плавучесть в жидкости, На дне бассейна либо на специальной неподвижной площадке, расположенной ниже исследуемого слоя течений в жидкости 1, иэ приготовленного таким образом раствора при помощи какого-либо эжектирующего устройства в жидкость вводят объем метящего вещества 2 необходимых размеров. Размер вводимого объема определяется временем существования трассы и при задании его равным, например 1 мин, составит около О, 1 см. При помощи наконечника зжектирующего устройства нарушают целостность поверхностного слоя объема метящего вещес,тва, после чего силы поверхностногоФнатяжения поверхностной пленки объема уже не препятствуют всплыванию иэ него микрообъемов, состоящих из мелкодисперсных частиц меченого вещества, покрытых гидрофобной пленкой компонента, плотность которого меньше плотности жидкости. Гидрофобная пленка легкого компонента не позволяет частицам меченого компонента взаимодействовать с жидкостью (диффундиро- ЗО вать в ней) и придает ей положительную плавучесть, т,е, воэможность подниматься из объема и образовывать меченую трассу 3 в жидкости, Получающийся таким образом кваэистационарный З 5 точечный источник трассы метящего вещества, практически не диффундирующего в жидкости, работает в течениеопределенного времени до полного израсходования в объеме компонента, 40 плотность которого меньше плотностижидкости, Так как меченые микрообъемы, состоящие из микрочастиц меченоговещества, покрытых гидрофобной пленкой легкого компонента, имеют малы 5 размеры (порядка десятка микрон),трасса меченого вещества визуальнонаблюдается как непрерывная.Принимающиеся в жидкости микрообъемы меченого вещества следует счи 50 тать пассивными, т,е. не искажающимиструктуру скоростей течения.Скорость подъема микрообъемов меченого вещества на порядок меньшескоростей течения в жидкости при из учении микроструктуры и не влияетна Них.После создания непрерывной трассыв жидкости измеряют, например с помо1267260 всплывании меченого объема, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения области применения, объемотрицательной плавучести создают изсмеси трех компонентов: меченого в формула изобретения Составитель Ю.ВласовТехред Л.Олейник Корректор В.Синицкая Редактор Т,Митейко Заказ 5765/40 Тираж 778 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 щью последовательного, через определенные промежутки времени, фотографирования трассы меченого вещества,векторысмещения трассы 4 на отдель,ных уровнях в исследуемом слое жидкости и по их величине .и соотношениюмежду собой судят о микроструктурескоростей течения в жидкости. Способ пространственной маркировки жидкости для исследования скоростной структуры потоков, заключающийся в размещении в нижнем слое жидкости 15 объема отрицательной плавучести с последующим высвобождением из него меченого объема положительной плавучести и фоторегистрации деформации вертикального следа, полученного при виде мелкодисперсного порошка из марганцово-кислого калия,и двух гидрофобных относительно друг друга ижидкости жидких компонентов, имеющихплотности, большую и меньшую плотно-:сти жидкости, и изготовленных соответственно из четыреххлористого углерода и машинного масла, при этом указанные компоненты находятся в массовом соотношении 1:6:10 соответственно, а высвобождение меченого объемаположительной плавучести проводят путем нарушения целостно -сти объема отрицательной плавучести,