Разработка аппаратно-программных средств емкостного измерителя для экспериментального исследования пленочного течения криогенной жидкости

Разработка аппаратно-программных средств емкостного измерителя для экспериментального исследования пленочного течения криогенной жидкости

Автор: Назаров, Александр Дмитриевич

Шифр специальности: 01.04.14

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2002

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 125 с. ил

Артикул: 2322715

Автор: Назаров, Александр Дмитриевич

Стоимость: 250 руб.

Разработка аппаратно-программных средств емкостного измерителя для экспериментального исследования пленочного течения криогенной жидкости  Разработка аппаратно-программных средств емкостного измерителя для экспериментального исследования пленочного течения криогенной жидкости 

Актуальность темы. Изучение пленочного течения и его волновых характеристик направлено на повышение эффективности современных промышленных аппаратов тепломассообмена. Особое место занимают установки, где в качестве рабочей жидкости используется криогенная жидкость. Обычно высота пакетов пластинчатых аппаратов в криогенной технике невелика и по этой причине волновой процесс имеет не установившейся характер. Это обстоятельство требует знаний о поведении пленочного течения криогенной жидкости в переходных процессах при тепломассообмене. Следующим важным обстоятельством является то, что криогенная жидкость имеет малые значения вязкости, поверхностного натяжения и краевого угла смачивания. Применение имеющихся в литературе приближенных зависимостей при расчете режима течения пленки криогенной жидкости, основанных на данных о пленочном течении воды и других высокотемпературных жидкостей и смесей, приводит к погрешностям. В связи с актуальностью этих задач, в Институте Теплофизики СО РАН, несколько лет изучается пленочное течение жидкого азота по пластине и внутри канала.


Измерение параметров пленки жидкости образованной воздушнокапельным водяным потоком на внутренней поверхности канала круглого сечения выполнялось совместно с лабораторией Термогазодинамики ИТ СО РАН зав. В. И. Терехов. Автор принимал участие в проведении экспериментов и обработки результатов измерений. Экспериментальное исследование пленки жидкости осложняется большим числом параметров, подлежащих измерению. Определение фазовой скорости волн Се и ее зависимость от режимов. Большое число выше перечисленных параметров можно получить, применив метод локального измерения толщины пленки. С его помощью регистрируют форму волн, амплитуду воли, среднюю толщину пленки, величину остаточного слоя. При измерении одновременно в двух точка, расположенных друг относительно друга по потоку, получают фазовую скорость, длину, частоту волн. Применив систему измерения из трех точек, расположенных два по потоку и один в поперечном сечении, можно восстановить картину волнового процесса в трех координатах. На сегодняшний день исследователями разработано несколько методов измерения локальной толщины пленки. Теневой метод заключается в фиксации тени отбрасываемой стекающей пленкой. Основное достоинство состоит в том, что метод не вносит возмущений в течение. Этот метод применяют при течении пленки жидкости по выпуклой части рабочего участка Капица П. Л, Капица С. П. , . В году Накоряков В. Метод гаммапросвечивания основан на поглощении слоем жидкости прошедшего через него радиоактивного излучения. Известен с х годов двадцатого столетия i, , г. При исследовании пленочного течения источник гаммаизлучения располагается по одну сторону пластины с пленкой жидкости, а приемник по другую. Интенсивность излучения падает экспоненциально от величины р8 р плотность, толщина пленки. При измерении толщины пленки, движущейся по внутренней поверхности трубопровода, сквозное просвечивание всего канала может быть рекомендовано только в том случае, если газовый поток не содержит влаги или содержание влаги известно. Ктв, Ктст, Ктс Ктг массовые коэффициенты ослабления воздуха, стенки, жидкости, газа толщина просвечиваемого слоя. Метод, когда источник излучения и детектор расположены по разные стороны канала, удобен тем, что не вносит возмущений ни в пленку жидкости, ни в газовый поток. При исследовании пленочного течения в трубе метод гамма просвечивания неудобен тем, что измеряет суммарнзло толщину пленки на стенках трубопровода и на показание существенное влияние оказывает влажность пара. В эксперименте по изучению пленочного течения жидкого азота в качестве рабочего участка используется металлическая пластина толщиной мм. К недостаткам относится то, что световой луч, проходя волновую пленку, отражается и рассеивается. Эти эффекты настолько существенны, что иногда даже могут превалировать над поглощением. Например, изза угла наклона поверхности волновой пленки относительно стенки, который может достигать градусов и более, возможно полное отражение или непопадание отклоненного луча на чувствительную поверхность детектора. К недостаткам этого метода относится и то, что для усиления эффекта поглощения света в прозрачную жидкость добавляют краситель. Но это может изменить гидродинамику течения пленки. Метод рассеяния света. При прохождении луча лазера через пленку жидкости возникает рассеяннее света жидкостью и микроскопическими частицами, взвешенными в ней . Высота, возникающего при этом столбика света, и есть локальная толщина Е, г. Измерение высоты столба производится со стороны стенки фотографированием. Возможны и электронные варианты регистрации. Через стенку лучом лазера освещают жидкость, симметрично под углом к падающему лучу света, устанавливают два фотодиода с линзами, фокусирующими свет столбика. Применение двух фотодиодов помогает учесть отражение света от поверхности пленки, и уменьшить внешние помехи. В качестве источника света используют лампы накаливания, газоразрядные лампы. Но ввиду некогерентности таких источников света возникают трудности при юстировке. К качеству смотровых окон в таких приборах предъявляют особо жесткие требования.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.207, запросов: 142