Способ исследования процессов перемешивания в модельных потоках Советский патент 1988 года по МПК G01P5/00 

ел

ее

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследований параметров перемешивания в модельных потоках, в частности стратифицированных жидкостей.

Цель изобретения - расширение количества исследуемых параметров за счет дополнительного определения па:раметров массообмена в модельном ,

Способ осуществляют следующим об разом.

В двух сосудах готовят растворы

фотохромных жидкостей, В одном сосуд фотохромную жидкость создают путем ;растворения в кислой среде ферриокса пата калия совместно с красной кровя :ной солью, а в другом - путем раство прения в кислой среде ферриоксалата :калия совместно с 1,1-0-фенантролина Причем ферриоксилат калия растворяют IB количестве 0,3-0,4 г/л, красную |кровяную соль - в количестве 0,3- Ю,4 г/л, 1,1-0-фенантролии О,3-0,4 г /л, а серной кислоты добавляют 0,5- И г/л.

Фотохромные слои заливают в кювет или во входную камеру гидроконтура ;так, чтобы они не смешивались и рас- ;полагались поочередно между слоями ;исследуемой жидкости. Приводят слои жидкости в движение и воздействуют на них индуцированным лазерным лучом вызывающим фотохромную реакцию.

Поперек потока формируются цветовые метки. Причем в слоях, в которых растворен ферриоксилат калия совместно с красной кровяной солью, образуется синяя метка, а в слоях, в которых растворен ферриаоксилат калия совместно С 1,1-0-фенантролином, - красная метка. Причем, регистрируемое перемещение меток дает информацию о профиле скорости, а границы меток - границы слоев.

В результате взаимодействия слоев друг с другом проходит взаимное проникновение одного слоя в другой. На границе между слоями возникает область, в которой цвет меняется от красного до синего через желто-светло-коричневый, коричневый, темно- коричневый, сине-темно-коричневый. Причем цвет метки зависит от процентного соотношения красной кровяной соли и 1эТ-О-фенантролина, т.е, зная цвет метки, можно однозначно

0

5

5

0 5

О

j

0

5

0

определить процентное соотношение названных веществ. Предварительно должны быть сдела.ны эталонные снимки цветовых иеток с различными соотношениями красной кровяной соли и 1,1-0- фенантролина.

Приведенные диапазоны концентраций реагентов - оптимальны и получены экспериментально.

Результаты экспериментов приведены в табл.1 и 2.

Из табл.1 видно, что если концентрация ферриоксилата калия и красной кровяной соли меньше 0,2 г/л (концентрация обоих реагентов должна быть одинакова, так как они вступают между собой под влиянием ультрафиолетового излучения в химическую реакцию, и яркость метки определяется только концентрацией компонента, чья массовая доля меньше), образованная метка из-за слабой окраски не регистрируется кинофотоаппаратурой. Если концентрация компонентов превышает 0,4 г/л, определить границу проникновения молекул -одного слоя в другой нельзя, так как слишком яркая окраска (например синяя) несущей фазы забивает слабую окраску (красную) небольшого количества проникшей жидкости (дисперсной фазы) и окраска метки практически не меняется, несмотря на то, что слои частично смешаны, до тех пор, пока концентрация дисперсной фазы не достигнет значения 0,2.

Если концентрация меньше 0,4 г/л, наличие уже сравнительно небольшого количества дисперсной фазы в несущей (порядка 0,005) уже приводит к изменению ,и регистрации изменения цвета метки.

Как видно из табл.1 наиболее оптимальными концентрациями являются: ферриоксилат калия 0,3-0,4 г/,п, красная кровяная соль 0,3-0,4 г/л с добавлением серной кислоты 0,5-1,0 г/л. I

Если концентрация компонентов

меньше 0,4 г/л, удается определить наличие жидкости из прилегающего слоя, при ее концентрации 0,008, и точно определить границу проникновения жидкости из одного слоя в другой. Если концентрация равна 0,5 г/л, до тех пор, пока концентрация проникающей жидкости не достигнет объемной доли 0,25, определить и зарегистрировать изменение цвета метки не удяеюя.

Формула изобретения

Способ исследования процессов перемешивания в модельных потоках, заключающийся в формировании между слоями исследуемой жидкости слоев фотохромной жидкости, воздействии на слои жидкости индуцирующим лазерным излучением и регистрации перемещения полученных в зоне облучения цветовых меток, по результатам которых судят о параметрах процессов перемешивания в модельных потоках, отличающийся тем, что, с целью расширения количества исследуемых параметров за счет дополнительного определения массообмена.

25553

между слоями исследуемой жидкости поочередно формируют слои различных фотохромных жидкостей, одни получаемые растворением в кислой среде фер- риоксилата калия совместно с красной кровяной солью, а другие - растворением в кислой среде ферриоксилата калия совместно с 1,1-0-фенантролина, при этом ферриоксилат калия растворяют в количестве 0,3-0,4 г/л, красную кровяную соль в количестве 0,3- . О,А г/л, 1,1-0-фенантролин 0,3- 0,4 г/л, а серной кислоты добавляют 0,5-1 г/л, а о параметрах процессов перевешивания судят по изменению цвета меток.

Таблица 1

10

15

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для исследований параметров перемешивания в модельных потоках стратифицированных жидкостей. Целью изобретения является расширение количества исследуемых параметров за счет дополнительного определения параметров массообмена в модельном потоке. В двух сосудах готовят растворы фотохромных жидкостей. В одном сосуде фотохромную жидкость создают путем растворения в кислой среде ферриоксилата калия совместно с красной кровяной солью, а в другом - путем растворения в кислой среде ферриоксилата калия совместно с 1,1-0-фенантролина. Причем ферриок- силат калия растворяют в количестве О,3-0,А г/л, 1,1-0-фенантролин 0,3- 0,4 г/л, а серной кислоты добавляют 0,5-1 г/л. Фотохромные соли заливают в кюветы так, чтобы они не смешивались и располагались поочередно между слоями исследуемой жидкости. При импульсном возбуждении жидкости слои жидкости приходят в движение. Облучают исследуемую область лучом лазера. При этом в области облучения возникают синие и красные цветовые метки. Перемещение меток дает информацию о профиле скорости потока, а границы меток - о границах слоев. 2 табл. « (Л

Длина метки, см

Возможность определения границы

0,2 0,3 0,4 0,5

0,2 0,3 0,4 0,5

0,3 0,5 1,0 1,2 Бледная Хорошая Яркая Яркая

Не оп- 6,5 5,0 4,0

ределена

Опре Опре- Не определена делена делена

ВНИИПИ Заказ 4762/41

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5,0 4,5

Опре- Опре- Не оп- деле- делена реде- налена

Таблиц а2

Тираж 847

Подписное