SU1561044A1 - Method of determining parameters of the process of mixing in flow of liquid - Google Patents
Method of determining parameters of the process of mixing in flow of liquid Download PDFInfo
- Publication number
- SU1561044A1 SU1561044A1 SU884453253A SU4453253A SU1561044A1 SU 1561044 A1 SU1561044 A1 SU 1561044A1 SU 884453253 A SU884453253 A SU 884453253A SU 4453253 A SU4453253 A SU 4453253A SU 1561044 A1 SU1561044 A1 SU 1561044A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- flow
- deactivating
- radiation
- section
- laser
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области измерительной техники и может быть использовано дл определени параметров смешени потоков жидкости. Целью изобретени вл етс повышение информативности способа за счет определени параметров процесса смешени одновременно во всем исследуемом сечении потока. В кювете создают несколько слоев жидкости с разной концентрацией фотохромного вещества (ФХВ) или на входе канала подают несколько потоков с разной концентрацией ФХВ. Облучают импульсным фотоиндуцирующим лучом исследуемое сечение потока. Затем через 10-12-10-6 с облучают тоже сечение потока импульсным дезективирующим лазерным лучом. Причем ширину дезактивирующего лазерного луча выбирают больше ширины индуцирующего лазерного луча, а длительности импульсов выбирают равными. Отношение интенсивностей Jоб/Jо дезактивирующего и фотоиндуцирующего лазерных лучей задают из соотношени Jоб/Jо=1-EXP(-K1H)/1-EXP(-K2H), где K1, K2 - коэффициенты поглощени фотоиндуцирующего и дезактивирующего лазерных лучей, а H - ширина исследуемого сечени . В потоке жидкости возникают области с разной интенсивностью окраски. Регистраци перемещени полученных цветовых меток позвол ет определить врем перемешивани , области интенсивного перемешивани и застойные зоны.The invention relates to the field of measurement technology and can be used to determine the parameters of the mixing of fluid flows. The aim of the invention is to increase the informativity of the method by determining the parameters of the mixing process at the same time throughout the entire flow cross section studied. In the cuvette, several layers of liquid with different concentrations of the photochromic substance (PCF) are created, or several streams with different concentrations of PCV are fed at the channel entrance. The investigated flow cross section is irradiated with a pulsed photoinductive beam. Then, after 10 -12 -10 -6 s, the cross-section of the flow is also irradiated with a pulsed dejectivating laser beam. Moreover, the width of the deactivating laser beam is chosen greater than the width of the inducing laser beam, and the duration of the pulses is chosen equal. The intensity ratio J on / J about the deactivating and photoinductive laser beams is set from the ratio J on / J о = 1-EXP (-K 1 H) / 1-EXP (-K 2 H), where K 1 , K 2 are the absorption coefficients photoinductive and deactivating laser beams, and H is the width of the investigated cross section. In the flow of fluid there are areas with different color intensity. The recording of the movement of the color marks obtained allows you to determine the mixing time, intensive mixing area and stagnant zones.
Description
1one
(21)4453253/24-10(21) 4453253 / 24-10
(22)30.06.88(22) 06.30.88
(46) 30.04.90. Бюл. Е- 16(46) 04.30.90. Bul E- 16
(/1) Институт проблем механики АН(/ 1) Institute for Problems in Mechanics of the Academy of Sciences
СССРthe USSR
(72) В.Н.Юречко и П.В.Мартынов(72) V.N. Yurechko and P.V. Martynov
(53)532.574 (088.8) (56)Автог ское свидетельство СССР Nte 1285376, кл. G 01 Р 5/18, 1985.(53) 532.574 (088.8) (56) USSR Autographic Certificate Nte 1285376, cl. G 01 P 5/18, 1985.
(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА СМЕШЕНИЯ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ(54) METHOD FOR DETERMINING THE PARAMETERS OF THE MIXING PROCESS IN A FLOW OF LIQUID
(57) Изобретение относитс к измерительной технике и может быть исполь- зовачо дл определени параметров смешени потоков жидкости. Целью изобретени вл етс повышение информативности способа за счет определени параметров процесса смешени одновременно во всем исследуемом сечении потока. В кювете создают несколько слоев жидкости с разной концентрацией Фотохромного вещества (ФХВ) или на входе канала подают несколько потоков с разной концентрацией ФХВ. 06лучают импульсным бютоиндуцирующим лучом исрледуемое сечение потока. Затем через - с облучают то же сечение потока импульсным дезактивирующим лазерным лучом. Причем ширину дезактивирующего лазерного луча выбирают больше ширины индуцирующего лазерного луча, а длительности импульсов выбирают равными. Отношение интенсивностей 1ОВ/10 дезактивирующего и Аотоиндуцируюцего лазерных лучей задают из соотношени (57) The invention relates to a measurement technique and can be used to determine mixing parameters for fluid flows. The aim of the invention is to increase the informativity of the method by determining the parameters of the mixing process at the same time throughout the entire flow cross section studied. In the cuvette, several layers of liquid with different concentrations of the Photochromic substance (PCB) are created or several streams with different concentrations of PCB are fed at the channel entrance. A pulsed beam-inducing beam and the flow section being studied are transmitted. Then, the same cross section of the stream is irradiated through - with a pulsed deactivating laser beam. Moreover, the width of the deactivating laser beam is chosen greater than the width of the inducing laser beam, and the duration of the pulses is chosen equal. The intensity ratio 1OV / 10 of deactivating and self-induced laser beams is set from
т /т 1 exp(-KJi) ., ... Wlo - (Ь) Где К К коэффициенты поглощени Фотоиндуци- рующего и дезактивирующего лазерных лучей, ah- ширина исследуемого сечени . В потоке жидкости возникают области с разной интенсивностью окраски . Регистраци перемещени полученных цветовых меток позвол ет определить врем перемешивани , области интенсивного перемешивани и застойные зоны.t / t 1 exp (-KJi)., ... Wlo - (b) Where K K is the absorption coefficients of the Photo-inducing and deactivating laser beams, ah is the width of the cross section under study. In the flow of fluid there are areas with different color intensity. The recording of the movement of the color marks obtained allows you to determine the mixing time, intensive mixing area and stagnant zones.
II
(Л(L
лl
У))
& Јь& Ј
Йзобретёниб относитс к измерительной технике и может быть использовано дл исследовани процессов перемешивани в жидкости.The inventor relates to measurement techniques and can be used to study mixing processes in a liquid.
Целью изобретени вл етс повышение информативности способа за счет определени параметров процесса смешени одновременно во всем исследуемом сечении потока.The aim of the invention is to increase the informativity of the method by determining the parameters of the mixing process at the same time throughout the entire flow cross section studied.
Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.
В кювете создают несколько слоев жидкости с разной концентрацией сЬото- хромного вещества (ФХВ) или на входе канала подают несколько потоков с разной концентрацией ФХВ. Включают лазер, который создает лазерный луч, вызывающий Фотохимические реакции в жидкости. Луч проходит через кварцевую цилиндрическую линзу и далее входит в жидкость, окрашива все иссле- дуемое поперечное сечение. ЧерезIn the cuvette, several layers of liquid with different concentrations of chromo-chromic substance (PCF) are created, or several streams with different concentrations of PCF are fed at the channel inlet. Include the laser, which creates a laser beam, causing photochemical reactions in the liquid. The beam passes through a quartz cylindrical lens and then enters the liquid, staining the entire cross section under study. Through
10ten
- П.- P.
- с второй лазер подает- with the second laser feeds
луч дезактивирующего излучени на цилиндрическую линзу и далее излучение проходит через исследуемое поперечно сечение.the beam of deactivating radiation to the cylindrical lens and then the radiation passes through the cross section under study.
В потоке жидкости возникают области с разной интенсивностью окраски. Регистраци перемещени цветовых меток позвол ет определить врем перемешивани , области и их размеры интенсивного процесса перемешивани и, наоборот, застойные зоны.In the flow of fluid there are areas with different color intensity. Recording the movement of color marks allows you to determine the mixing time, the area and their size of the intensive mixing process and, conversely, stagnant zones.
Пример 1. В кювете шириной 25 см и длиной 30 см, внутри которой находитс сбера, создают 3 сло с концентрацией ФХВ в верхнем слоеExample 1. In a cuvette 25 cm wide and 30 cm long inside which there is a sbér, 3 layers are created with a concentration of PCF in the upper layer
л-Эl-e
моль/л, в среднем 5mol / l, on average 5
4four
10ten
-4моль-4 mole
/л/ l
10ten
и в нижнем 10 моль/л. В качестве ,ФХВ выбраны инцолиновые спиропираны, |к боковым поверхност м кюветы приложены пластины с разными величинами (температур. Из-за градиента темпера- |тур в кювете разрываютс циркул ционные течени , привод щие к перемешиванию слоев. Лазерным лучом с длиной волны 347 им через цилиндрическую линзу обрабатывают поток жидкости. При этом лазерные лучи проход т через все исследуемое сечение потока, ориентированное перпендикул рно от оптической системы регистрации на рассто нии от одного кра кюветы 12 см и другого соответственно 12 см и ширине метки 1 см. Через с данное сечение подвергают обработке дезактивирующего лазерного излучени , интенсивность которого меньше, чем интенсивность фотоиндуцирующего излучени , с длиной волны 530 нм. Изменение перемещени цветовых меток фиксируетс с помощью скоростной камеры. По перемещению цветовых меток и изменению их интенсивности опрецел ют области интенсивного перемешивани и области, в которых перемешивание протекает крайне медленно. Так как ширина лазерного дезактивирующего луча вдоль оптической оси системы регистрации превосходит ширину лазерного йютоиндуцирующего луча, то через всю цветовую метку (вс цветова метка будет охвачена) пройдет дезактивирующее лазерное излучение. Кроме того, распределение энергии лазерного излучени по ширине луча вдоль оптической оси системы регистрации следует создавать одинаковым.and in the lower 10 mol / l. In quality FHW, intsolin spiropyrans were chosen, plates with different values were attached to the lateral surfaces of the cuvette (temperatures. Due to the temperature gradient in the cuvette, circulation currents rupture, leading to layer mixing. By a laser beam with a wavelength of 347 them The flow of liquid is processed through a cylindrical lens, and the laser beams pass through the entire flow cross section under study, oriented perpendicular to the optical detection system, at a distance of 12 cm from the other side and another 12 The mark is 1 cm wide. Through this cross section, the deactivating laser radiation is processed, the intensity of which is less than the photoinductive radiation intensity, with a wavelength of 530 nm. The change in the movement of color marks is recorded using a speed camera. intensive mixing areas and areas in which mixing is extremely slow are defined. Since the width of the laser deactivating beam along the optical axis of the registration system exceeds the width of the laser yutoinduziruyuschego beam, then through the entire color mark (all color mark will be covered) will pass deactivating laser radiation. In addition, the energy distribution of laser radiation across the width of the beam along the optical axis of the registration system should be created the same.
е e
15610441561044
Пример 2. Способ осуществл етс так же, как в примере 1, только отношение интенсивности фотоиндуцн- Example 2. The method is carried out in the same way as in example 1, only the ratio of the intensity of the photoinductive
рующего излучени I. к дезактивиi. to deactivation
рующему 1ОВ поддерживают равным: (1 - exp(-Kah) / 1 - - exp(-FMh) ,rudder 1OV support equal to: (1 - exp (-Kah) / 1 - - exp (-FMh),
V1.V1.
где 1C,, KЈ - коэййициенты поглощени жидкостью фотоиндуцирую- щего и дезактивирующего излучени ; ширина сечени жидкости,where 1C ,, KЈ are the co-actives of absorption of photoinductive and deactivating radiation by the liquid; fluid section width
h h
2020
2525
30 45 а времена воздействи излучени на скорость обоих излучений выбирают равными длительности импульса. При этом степень воздействи лазерного излучени на любую точку сечени одинаковое . Так при прохождении лазерного излучени происходит его поглощение по закону Ламберта-Бэра, т.е. интенсивность проход щего фотоинду- цирующего и дезактивирующего света спадает по следующим завивимост м:30 45 and the time of radiation exposure on the speed of both radiations is chosen equal to the pulse duration. In this case, the degree of exposure of laser radiation to any point of the cross section is the same. So, with the passage of laser radiation, its absorption occurs according to the Lambert-Baer law, i.e. the intensity of transmitted photoinductive and deactivating light decreases according to the following degrees:
I, I,
Iо ехр -К, x);Io exp -K, x);
Ti Ioe Ti Ioe
Дл того, чтобы интенсивность индуцирующего света в обратном сечении была одинаковой, в каждой точке сечени необходимо, чтобы интенсивность обработки, котора вл етс разностью прошедшего через данную точку фотоиндуцируюшего и дезактивирующего света, в начальной точке вхождени света и в конечной точке сечени была одинаковой, т.е.In order for the intensity of the inducing light in the return section to be the same, at each point of the section it is necessary that the treatment intensity, which is the difference of the photoinductive and deactivating light passing through the given point, at the starting point of the light entering and at the ending point of the section .
0606
I0 expC-K h) - - IaR exp(-K.h). I0 expC-K h) - - IaR exp (-K.h).
обabout
ОтсюдаFrom here
In /IIn / I
OBOB
1 - exp(-Kzh) / l - - exp(-K,h). 1 - exp (-Kzh) / l - - exp (-K, h).
При этом интенсивность цветовых меток будет одинакова п каждой точке сечени и искажени результатов из- за обработки результатов свод тс к нулю.In this case, the intensity of the color marks will be the same for each point of the section and the distortion of the results due to the processing of the results is reduced to zero.
р 3. Способ осуществл ;, как и в примере 1, тольПриме етс так жеp 3. The method is carried out; as in example 1, the method also applies
ко после дезактивирующего облучени , охватывающего все поперечное сечение в узкой части данного сечени , пронизывающую всю ширину сечени подвергают дополнительной обработке йо- тоиндуцнрующего излучени , при этом интенсивность дополнительного бото- ,индуцирующего излучени превосходит в 1,7 раза интенсивность первоначального фотоиндуцирующего излучени . Та как интенсивность получившейс метки блее рка , то данна метка на фоне более бледных меток видна отчетливо, кроме того, данна метка имеет некоторое утолщение в месте входа лазерного луча, что также позвол ет выделить ее из других меток. По перемещению данной метки определ ют поле скоростей жидкости л исследуемом сечении.After deactivating radiation covering the entire cross section in a narrow part of a given section, penetrating the entire width of the section is subjected to additional processing of photoinductive radiation, while the intensity of the additional botoinductive radiation exceeds 1.7 times the intensity of the initial photoinductive radiation. Since the intensity of the resulting mark is Bleer, this mark is clearly visible against the background of more pale marks, moreover, this mark has some thickening at the point of entry of the laser beam, which also makes it possible to distinguish it from other marks. By moving this mark, the velocity field of the fluid and the cross section under study is determined.
Дл того, чтобы метка была отчетливо видна, необходимо, чтобы интен- сивность дополнительного фотоиндуцирующего излучени превосходила интенсивность первоначального Аотоинду- цирующего излучени в 1,5-2 раза, а концентраци спиропирана находилась в диапазоне 10 ff - 1СГЭ г/л. Коэффициенты К(, К Ј дл йютохромных жидкостей , п которых растворены индоли- новые спиропираны с концентрацией - Ю-4 г/л, равны К 0,21 /см,In order for the label to be clearly visible, it is necessary that the intensity of the additional photoinductive radiation be greater than the intensity of the initial Aeroinductive radiation by 1.5-2 times, and the concentration of spiropyran be in the range of 10 ff - 1 SGGE g / l. The coefficients K (, K Ј for yochochromic liquids, n of which indolinic spiropyrans are dissolved with a concentration of 10–4 g / l, are equal to K 0.21 / cm,
Ка 0,12 VCM.Ka 0.12 VCM.
Таким образом, в способе удаетс измерить параметры процесса смешени в выбранном сечении, при этом слои жидкости как наход щиес близко к системе регистрации, так и дальше от системы регистрации, чем исследуемое сечение, не внос т искажений в полученные результаты. Кроме того, одновременно с параметрами смешени удаетс измерить и поле скоростей.Thus, in the method it is possible to measure the parameters of the mixing process in the selected section, while the fluid layers, both close to the recording system and further from the recording system than the section under study, do not distort the results. In addition, simultaneously with the mixing parameters, it is possible to measure the velocity field.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884453253A SU1561044A1 (en) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | Method of determining parameters of the process of mixing in flow of liquid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884453253A SU1561044A1 (en) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | Method of determining parameters of the process of mixing in flow of liquid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1561044A1 true SU1561044A1 (en) | 1990-04-30 |
Family
ID=21386702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884453253A SU1561044A1 (en) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | Method of determining parameters of the process of mixing in flow of liquid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1561044A1 (en) |
-
1988
- 1988-06-30 SU SU884453253A patent/SU1561044A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0413952B1 (en) | Interferometric analyzer | |
Berg | Crystal growth from solutions | |
EP0867711B1 (en) | Measuring apparatus for determining static and/or dynamic light scattering | |
DE60028192T2 (en) | Apparatus and method for detecting cell activity | |
ATE127918T1 (en) | INFRARED SPECTROPHOTOMETRIC METHOD. | |
SU1561044A1 (en) | Method of determining parameters of the process of mixing in flow of liquid | |
DE4119346C2 (en) | Method for determining the concentration of gases, in particular ozone, and device for carrying out the method | |
ES524764A0 (en) | IMPROVEMENTS IN DEVICES FOR DETERMINING THE BLOOD SEDIMENTATION SPEED | |
DE3605518A1 (en) | Measuring cell for spectrometry and method for measuring the absorption or emission of a sample in the tube interior of this measuring cell | |
DE19700379A1 (en) | Optical bench for determining particle size and distribution in sample | |
EP0184590B1 (en) | Method of continuously analyzing fluidized body by laser | |
Fotiou et al. | Hadamard transform photothermal deflection imaging | |
Williams Jr | A laser light source for the analytical ultracentrifuge | |
Fall et al. | Characterization of mixing in a stirred tank by planar laser induced fluorescence (PLIF) | |
DE2320937C3 (en) | Optical device for recording the absorption of light in an object which also has a variable index of refraction | |
Mawatari et al. | Quantitative detection and fixation of single and multiple gold nanoparticles on a microfluidic chip by thermal lens microscope | |
EP0440577B1 (en) | Interferometric measurement arrangement | |
DE3130747C1 (en) | Method and device for determining the coordinates of the imaginary point of incidence of unbroken light beams | |
Takagi et al. | Real-time monitoring of polyacrylamide gel electrophoresis by Schlieren optics | |
SU1578588A1 (en) | Method of determining characteristics of emulsions | |
SU1620941A1 (en) | Method of determining characteristics of model stratified flows of liquid | |
Chashechkin | Colour schlieren method | |
SU1465772A1 (en) | Method of determining the velocity field of a liquid flow | |
SU1516911A1 (en) | Method of recording indicatrix of diffusion of light by submicron particles in moving media | |
JPS631952A (en) | Particle analyser |