Турбидиметрический высокоселективный метод и быстродействующий измерительный комплекс определения параметров нестационарных многофазных сред

• Автор: Титов, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. БЕСКОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ МНОГОФАЗНЫХ СРЕД

1.1 Основные характеристики двухфазных потоков

1Л. 1 Характеристики отдельных частиц

1 Л.2 Характеристики совокупности частиц

1.2 Основные понятия оптики аэрозолей

1.2Л Монодисперсная среда

1.2.2 Полидисперсная среда

1.3 Оптические методы, основанные на обратных задачах оптики
аэрозолей
1.3.1 Общая характеристика обратных задач оптики аэрозолей
1.3.2 Методы измерения функции распределения
1.3.2.1 Метод спектральной прозрачности
1.3.2.2 Метод малых углов
1.3.2.3 Метод полной индикатрисы
1.3.2.4 Лидарный метод
1.3.2.5 Модифицированный метод малоуглового рассеяния
1.3.3 Метод измерения среднего размера и концентрации частиц
1.4 Методы измерения концентрации частиц
1.5 Методы определения пространственного распределения концентрации частиц
1.6 Методы измерения скорости фронта аэрозольного облака
1.6.1 Двухлучевые системы
1.6.2 Лазерные доплеровские измерители скорости
1.6.2.1 Гетеродинные системы
1.6.2.2 Интерференционные системы
1.6.3 Методы взаимной корреляции

1.7 Особенности оптических методов определения дисперсности
Выводы по первой главе
ГЛАВА 2. ТУРБИДИМЕТРИЧЕСКИЙ ВЫСОКОСЕЛЕКТИВНЫЙ МЕТОД ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФУНКЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ ПО РАЗМЕРАМ И КОНЦЕНТРАЦИИ АЭРОЗОЛЕЙ
2.1 Математическая модель турбидиметрического метода определения дисперсности и концентрации
2.2 Численный эксперимент
2.3 Оценка диапазона размеров исследуемых частиц
2.4 Способ выбора длин волн при нахождении отношений коэффициентов спектральной прозрачности
2.5 Совместное использование методов
ГЛАВА 3. ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ
КОМПЛЕКС ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МНОГОФАЗНЫХ СРЕД
3.1 Измерительный комплекс
3.1.1 Скоростная видеорегистрация
3.1.1.1 Погрешность видеорегистрации
3.1.1.2 Система визуализации аэрозольного облака
3.1.2 Регистрация зондирующего излучения
3.1.2.1 Спектрально-аналитический анализатор на базе спектрометра Б125-2048/14
3.1.2.2 Инфракрасный Фурье спектрометр «Инфралюм ФТ-801»
3.1.2.3 Корректировка данных спектрометра Б125-2048/14
3.1.2.4 Модернизация спектрометра «Инфралюм ФТ-801» для дистанционных измерений
3.2 Синхронизация оборудования
3.2.1 Синхронизация видеокамеры
3.2.2 Синхронизация спектрометра Б125-2048/14
3.3 Разработанный программный комплекс
3.3.1 Блок обработки данных об ослаблении зондирующего излучения

3.3.2 Блок обработки видеоданных
3.4 Совместное использование измерительного комплекса и установки ЛИД-2М
3.5 Измерительная установка ЛИД-2М
3.6 Мобильный измерительный комплекс
3.7 Дальнейшее развитие разработанного комплекса
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МНОГОФАЗНЫХ СРЕД
4.1 Тестовые эксперименты
4.1.1 Определение параметров субмикронной многофазной системы
4.1.2 Определение параметров среднедисперсного аэрозоля
4.2 Исследование дисперсности импульсно полученных аэрозолей
4.2.1 Конструкция применяемого распылителя
4.2.2 Теоретическая модель импульсного создания аэрозольной среды
4.2.3 Теоретическая оценка трансформации спектра размеров частиц
4.2.4 Экспериментальное определение параметров импульсно полученных аэрозолей
Выводы по четвёртой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А Акт использования
Приложение Б Акт использования
Приложение В Акт внедрения
Приложение Г Решение о выдаче патента на изобретение

bn(aMi’m)
тАп(у) + aMi _ Re[gn(aMl) ~ Re[4_i(aM)]
тАп(у) + aMi _ 4(®Mi) 4-1 (&Mi)
(1.32)
Круговые функции £п(осМ1) определяются при помощи рекуррентного соотношения:
2 YI
4 (aMi) — ~ 4-1 iaMi) ~~ 4-2 iaMi) >

4 (%/) = sin aMi + icos aMi;
4l(%) = cosaM - z'sinaMi.
Для коэффициентов An (у) рекуррентное соотношение:
4,00 = --+

— А-i (у)

(1.33)
(1.34)
(1.35)
(1.36)
где А0(у) = а&.
Предел суммирования в (1.28) и (1.29) устанавливается в процессе численного счёта из условия, чтобы последний член ряда в этой сумме составлял
меньше 10 от суммы предыдущих членов [40].
1.2.1 Монодисперсная среда
При прохождении излучения с длиной волны А через слой толщиной /, состоящий из равномерно распределённых монодисперсных частиц диаметром О с концентрацией Сп, происходит его ослабление за счёт рассеяния и поглощения частицами. Количественной характеристикой ослабления является спектральный коэффициент пропускания Гд, равный отношению потока излучения, прошедшего сквозь слой, к упавшему на него потоку излучения. Величина Гд определяется законом Бугера:
4 = ехр(—гд) = ехр( Кд/), (1.37)
где Гд - оптическая толщина слоя; - показатель ослабления (характеризует
ослабление света единичным объёмом среды, содержащим Сп независимо рассеивающих частиц). Выражение для записывается в виде: