Устройство для исследования теплофизических свойств жидкости Советский патент 1983 года по МПК G01N21/03 

Изобретение относится к технике исследования теплофизических свойс жидкости. Оно предназначено преиму щественно для изучения процессов фазового перехода первого рода. Известны устройства для исследо вания теплофизических свойств жидкостей, где кюветы выполнены в вид прямоугольных ванн C1L Однако такие кюветы имея неудов летворяющую :условиям регистрации оптическую неоднородность бортов, позволяют вести оптическую регистрацию процесса через зеркало жидкости, обеспечивая этим возможност получения лишь плоского изображени в результате чего теряется информа ция, о третьей координате процесса, исследуемого в кювете, которая име большую важность при изучении, например, процессов зарождения и р вития газообразной фазы в лсидкости Наиболее близким к предлагаемом является устройство для исследовани теплофизических свойств жидкости, содержащее источник света, открытую кювету прямоугольной формы, борта которой выполнены из оптически прозрачного материала, и регистратор, установленный над кюветой. Такое устройство позволяет получать трехмерное изображение объема путем фотографирования в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, для чего один из регистраторов размещается над кюветой оптической осью перпендикулярно свободной поверхнос ти жидкости С2. Недостатком устройства является то, что для получения объемного изображениятребуются два комплекта регистрирующей аппаратуры, работа которых должна-быть синхронизирована, что снижает достоверность результатов исследований. Цель изобретения - упрощение уст ройства и повышение достоверности исследований. Указанная цель достигается тем, что устройство для исследования теплофизических свойств цидкости, содержащее осветитель, открытую кювету прямоугольной формы, по крайней мере один из бортов которой выполнен из оптически прозрачного материала, и регистратор, установленный над кюветой, снабжено плос КИМ зеркальным отражателем прямоугольной формы с нанесенной на его поверхность масштабной сеткой, установленным снаружи под острым углом к прозрачному борту кюветы и сопряженны i с нижний основанием кюветы. При этом с целью возможности изменейия масштаба регистрации пло кое зеркало может быть установлено с возможностью поворота и фиксации под заданным углом к прозрачному борту кюветы. . . Кроме того, устройство снабжено проставками, соединяю1чими боковые края отражателя с соответствующими бортами кюветы, при атом образованный отражателем, прозрачным бортом и проставкаг/1И отсек заполнен жидкостью с тег.т же оптическими свойствами, что и исследуемая жидкость, и ьзкипящей в условиях эксперимента. На чертеже представлена схема устройства с кюветой, продольный разрез и кювета с отсеком вид свер- ху. , Устройство содержит прямоугольную кювету 1 с прозрачным бортом 2 и соединенного с ним при помощи шарнира 3 плоского прямоугольного отражателя 4. Отражатель (зеркало) с помощью боковых эластичны-х (гофрированных) проставок 5 герметич -зо соединен с бортаг.и кюветы. Снизу, посредством гибкой пластины б, отражатель герметично соединен с дном кюветы. В кювету заливают исследуемую жидкость 7 , а в дополнительный отсек, образованный бортом 2, отражателем 4 и боковыми проставками 5, заливают не кипящую в условиях опыта жидкость 8, с теми же оптическими характеристиками к исследуемой жидкости. При проведении исследований в области пони;кённык давлений для этих целей используются вакуумные масла. На поверхности.зеркала нанесена масштабная сетка 9, с помощью которой определяется координаты исследуемого явления. Над- кюветой устанавливают оптический регистратор 10 (например кино- или фотокамеру) и осветитель 11. Регистратор 10 располагают так,.чтобы на его плёнку попадали изображения плана кюветы и дополнительного отсека. Осветитель 11 же располагают так, чтобы освещалась только поверхность исследуемой жидкости. Работает устройство следующим образом. После заливки в кювету 1 исследуемой жидкости 7 и создания требуемых условий исследования начинают регистрацию параметров жидкости, в том числе н ее оптической однородности. При врзникновении образований нЬвой хфазы (например парового пузыря) ее изображениев плане и по высоте кюветы через отражатель проектируется- и фиксируется на одном кадре оптического регистратора. При необходимости изменить масштаб развертки изображения по высоте кюветы 1 фиксировано и соответственно меняет угол наклона отражателя 4.

Назначение жидкости, не.кипящей в условиях эксперимента, заключается в создании б.ггагоприятных для регистрации процесса оптических у.сло,вий. Кр.оме того, жидкость предохраняет поверхность зеркала от попада ния посторонних частиц, например капель выбрасываемой исследуемой .

;ЖИД,КОСТИ.

Установка отражателя позволяет совмещать в одном кадре две ортогональные проекции, что-обеспечивает возможность объемного воспроизведения с помощью одного регистрйрующего аппарата, повышает точность и достоверность результатов исследований. Подвижшлй отражатель., имеющий координатную сетку, составляющий с бортом и боковыми проставками отсек, и защищенный жидкостью, не кипящей в условиях эксперимента, дает возможность изучать исследуемое явление в необходимом масштабе, получать закоординированное в пространстве изображение процесса и избежать нежелательного влияния на оптические свойства отражателя посторонних частиц.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТИ, содержащее осветитель, открытую кювету прямоугольной формы, по крайней мере один из бортов которой выйолнен из оптически прозрачного материала, и регистратор, установленный над кюветой, о т л и чающееся тем, что, с целью упрсицения устройства и повышения достоверности исследований, оно снабжено плоским зеркальным отража.телем прямоугольной формы с нанесенной на его поверхность масштабной сеткой, установленным снаружи под острым углом к прозрачному борту кюветы и сопряженным с нижним основанием кюветы. 2.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что, с целью возможности изменения масштаба регистрации, плоское зеркало установлено с возможностью поворота и фиксации под заданным углом к прозрачному борту кюветы. 3.Устройство ПОП.1, от л и чающееся тем, что оно i снабжено проставками, соединянхцими боковые края отражателя с соответ(Л ствующими бортами кюветы, при этом образованный отражателем, прозрау- , ным бортом и проставками отсек запол-, нён жидкостью с теми же оптическими свойствами, что и исследуемая жидкость , и не кипящей в условиях эксперимента;