Для вивчення швидко протікаючих процесів найкращим МАШИНОЮ, загальне визнання, чи є швидкісна кінокамера, або лупа часу, як її іноді називають. З її допомогою можна побачити процеси, недоступні візуальному спостереженню. Володіючи високим тимчасовим розширенням (1мкс), кінокамера дозволяє стежити не тільки за високошвидкісними турбулентними смолоскипами, а й за вибуховими процесами, а також за іншими нестаціонарними проявами хвилі горіння. Кінокамеру можна використовувати для зміни розподілу швидкості потоків за фронтом горіння по сліду світяться частинок.
На власному випромінюванні пламен засновані також пірометричні методи. У них використовується закон Стефана - Больцмана для енергії повного випромінювання нагрітого тіла:
Е Т = s Т 4 є Т ,
де є Т - коефіцієнт чорноти, а також формула Вина для монохроматичної енергії випромінювання нагрітого до температури Т твердого тіла:
Е l , Т = з 1 / p * l -3 * ехр (з 2 / l Т) .
Методи, засновані на просвічуванні пламен.
Більш детальну інформацію про теплові або концентраційних неоднородностях в газовому потоці можна отримати при пропущенні світла через досліджуваний ділянку полум'я нагрітої струменя рідини чи газу, смешивающихся струменів різних прозорих рідин або газів і т.п. Наявні в просвічувати об'єкті теплові та концентраційні неоднорідності викликають зміну коефіцієнта заломлення. Вимірювання двомірного розподілу цієї величини дозволяє отримати інформацію про поле течії, температурах і концентраціях у обраної площині течії. Оптичної неоднорідністю, або шліри, називають малу область в прозорій середовищі, в якій є змінний градієнт коефіцієнта заломлення світла. Нерегулярне відхилення світла в різних точках шліри реєструється на фотографіях у вигляді тіні даного обсягу газу, або тіні великої ділянки потоку рідини чи газу. При цьому пучок світла, проходить через оптичну неоднорідність Н (рис.2), откланяется на екрані Е від точки А до А / на кут є. Оскільки кут є малий, НА / = НА, і внаслідок затримки променя SA / в часі, на екрані виникає інтерференційна картинка. Відповідні оптичні установки дозволяють вимірювати величину зміщення променя Dа = АА / (тіньовий метод), кут є (Метод Теплера) або час запізнювання променя t (інтерференційний метод). У першому наближенні Dа пропорційна другої похідної показника заломлення n, є ~ grad n і t ~ n. p> У тіньовому методі (рис.3) освітленість екрана визначається відстанню від кромки ножа Фуко до оптичної осі. Цей метод придатний для вивчення явищ, пов'язаних з різкою зміною показника заломлення, наприклад, у фронті полум'я попередньо перемішаних газів або в детонаційної і ударної хвилях. p> 1-джерело світла;
2 - лінзи;
3-щілину;
4-ніж Фуко;
5-екран.
Світло від джерела виходить паралельним пучком з об'єктиву, що проходить через оптичну неоднорідність. У разі d 2 n/dx 2 > 0, на екрані видно світлі і затінені місця в результаті перерозподілу світла шліри. Метод дозволяє отримати тенеграмму досліджуваного об'єкта порівняно великих розмірів, але, нажаль, чи не придатний для кількісних досліджень структури оптичних неоднорідностей.
У методі Теплера (Шлірен-методі) відхилення світла зміщує зображення джерела й обумовлює зміна освітлення зображення деякої точки досліджуваного поля на екрані (Рис. 4). Джерело світла S поміщений у фокусі увігнутого дзеркала М1, так що досліджуваний об'єкт освітлений паралельним пучком світла. Друге дзеркало М2 дає зображення джерела в фокусної площині К, за якою розташована фокусна лінза L, що дає зображення на екрані Е або фотопластинці. Якщо градієнт коефіцієнта заломлення відсутній (або рівномірний в межах розкладання) на всій робочої частини, то окремі зображення джерела співпадуть. p>В
При виникненні градієнта неоднорідності зображення зміщується у фокусі площині К. Для виявлення цього зміщення в методі Теплера застосовується прямокутний джерело світла, а в фокусної площині До поміщається кромка ножа Фуко. Вона розташована так, що в відсутність оптичних збурень освітлення екрану рівномірно. Якщо при появі оптичної неоднорідності (обурення) частину зображення джерела зміщується, то освітленість цієї частини зображення на екрані зменшується або зростає на величину, пропорційну градієнту показника заломлення, залежно від того, спрямоване відхилення в бік непрозорої частини ножа або в протилежну. br/>
Методи, засновані на пружній розсіюванні світла.
Пружне розсіювання світла на дрібних частинках лягло в основу отримали широке...
