Экспериментальное исследование гидродинамики пленок жидкости с контактной линией

• Автор: Бобылев, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 104 с. : ил.

Оглавление
Введение

Актуальность работы

•/ Цели работы

/ Научная новизна

•/ Практическое значение

У Достоверность результатов

У На защиту выносятся

/ Апробация работы

У Публикации

У Личный вклад автора

• У Объём работы
Глава 1. Обзор литературы, посвященной исследованию плёночных течений
1.1. Волновые плёнки жидкости
1.2. Ривулетное течение
1.3. Течение плёнок жидкости в структурных насадках
1.4. Экспериментальные методы исследования плёночных течений
Глава 2. Методы исследования плёночных течений, использованные
в работе
2.1. Теневой метод
2.1.1. Принцип работы и схема теневого метода
2.1.2. Достоинства и ограничения теневого метода
2.2. Метод на основе волоконно-оптических датчиков
2.2.1. Принцип метода на основе волоконно-оптических датчиков
2.2.2. Схема метода на основе ВОД
2.2.3. Калибровка ВОД
2.2.4. Расчёт толщины плёнки
2.2.5. Достоинства и недостатки метода на основе ВОД
2.3. Метод Р1У
2.3.1. Схема метода Р1У в применении к исследованию ривулетного
течения
2.3.2. Оптические искажения, связанные с межфазной поверхностью
раздела
2.3.3. Коррекция оптических искажений

2.3.4. Погрешности измерений методом Р1У
2.3.5. Достоинства и ограничения метода Р1У
2.4. Метод лазерно индуцированной флуоресценции, ЫР
2.4.1. Принцип работы и схема метода ЫР при исследовании
ривулетного течения на вертикальной пластине
2.4.2. Процедура калибровки и обработки первичного изображения
в методе ЫР
2.4.3. Источники погрешности метода ЫР
2.4.4. Достоинства и ограничения метода ЫР
У Применимость использованных в работе экспериментальных
методов исследования
Глава 3. Исследование ривулетного течения по внешней части наклонного цилиндра
3.1. Течение ривулета при обдуве потоком газа
3.1.1. Ривулетное течение по внешней части наклонного цилиндра
3.1.2. Условия эксперимента и режимные параметры
3.1.3. Режимы течения. Сонаправлениый и противоточный
режимы течения
3.1.4. Влияние скорости газа на средние характеристики течения
3.1.5. Влияние скорости газа на форму волн
3.1.6. Регулярные волны в условиях обдува сонаправленным потоком газа
3.2. Измерения поля скорости в волновом ривулете
3.2.1. Распределение скорости в гребнях регулярных волн
3.2.2. Условия эксперимента и режимные параметры
3.2.3. Влияние коррекции оптических искажений на распределение
поля скорости
3.2.4. Профили продольной компоненты скорости
3.2.5. Профили поперечной компоненты скорости
3.2.6. Мгновенное поле скорости в волне большой амплитуды
3.2.7. Положение центра вихря в волне
3.2.8. Поле скорости в случае большего угла наклона
У Основные результаты исследований ривулетного течения на
наклонном цилиндре
Глава 4. Волновое движение ривулетов, стекающих по вертикальной пластине
4.1. Стационарный ривулет на вертикальной плоскости
4.2. Экспериментальная установка и условия эксперимента
4.3. Гладкий ривулет. Случай малого контактного угла
4.4. Режимные карты ривулетного течения
4.5. Виды волн на ривулете. Случай малого контактного угла
4.6. Развитые регулярные волны
4.7. Расширение ривулстов вниз по потоку с изменением частоты
возбуждения
4.8. Виды воли па ривулете. Случай большого контактного угла
/ Результаты исследования ривулетного течения на плоской пластине
в случаях малого и большого контактных углов
Глава 5. Распределение жидкости в колонне со структурными
насадками
5.1. Малая модель ректификационной колонны
5.2. Параметры структурной насадки
5.3. Схема и работа гидродинамического стенда
5.4. Измерительная система
5.5. Карта режимов
5.6. Перепад давления в колонне
5.7. Регулярные геометрические ячейки
5.8. Течение плёнки этанола в краевой ячейке
5.9. Измерения в центральной области колонны
5.10. Влияние расходных характеристик на распределение плёнки
на ребре в элементарной геометрической ячейке
5.11. Влияние расходных характеристик на распределение плёнки
в ложбине, на «донном» и «потолочном» склонах в элементарной
геометрической ячейке
5.12. Гистерезис толщины плёнки в области точек контакта пластин
5.13. Распределение толщины в поперечном сечении колонны
S Основные результаты исследования распределения плёнки
жидкости на структурной насадке
Заключение
Список использованных обозначений
Список использованной литературы

за промежуток времени между
двумя вспышками лазерного ножа. Поле скорости в потоке определяется по известным смеще-
Рис. 2.6. Снимок поля маркеров.
ниям, с применением корреляционного анализа распределений
образов маркеров, интерполяционных процедур и цифровой фильтрации [Raffel М. et al„ 1998].
На рис. 2.5 представлена схема эксперимента. В работе использовалась измерительная система P1V - Particle Image Velocimeter фирмы ’’DANTEC”, оснащенная двойным лазером Nd:YAG с длиной волны 532 нм, процессором управления системы и обработки данных FlowMap PIV 2000, цифровой CCD камерой Kodak Megaplus ES 1.0 и программным пакетом Flowmanager 4.11. Пакет служит для расчёта первоначальных необработанных полей скорости, а также их фильтрации и интерполяции. В работе был применён итерационный кросс-корреляционный алгоритм с окончательным разрешением 16x64 пикселей и 50% перекрытием, как наиболее подходящий для изучаемого вида течения [Raffel М. et al., 1998]. Лазерный нож шириной ~ 0,7 мм заводился в плёнку жидкости по оси цилиндра снизу, таким образом, чтобы маркеры освещались в плоскости, симметрично рассекающей ривулет в продольном направлении. Угол между ножом и осью цилиндра составлял » 45°. Лазерный нож располагался в плоскости изображения камеры. Реальные размеры исследуемой области составляли » 14,1x14 см, что соответствовало регистрируемому CCD камерой изображению размером 1018x1008 пикселей, с разрешением » 0,14 мм/пиксель. В качестве маркеров использовались флюоресцентные частицы с длиной волны переизлучения 550 нм и характерными размерами частиц d = 5 н- 15 мкм с плотностью, близкой к плотности рабочей
жидкости. На рис. 2.6 представлен характерный снимок поля маркеров, освещённых лазерным ножом внутри волновой плёнки жидкости. Чтобы избе-
жать попадания в камеру рассе-
янного на стенке цилиндра ла-
зерного излучения, на камере
Рис. 2.5. Схема PIV метода.