蒸發(fā)過程廣泛存在于液體霧化及相關(guān)工業(yè)中,單液滴的蒸發(fā)是一種重要的蒸發(fā)研究方法,其中高速攝影法是最為常見的單液滴蒸發(fā)測量手段,目前其直徑分辨率10μm量級(jí),然而高速、高分辨率成像系統(tǒng)價(jià)格昂貴,但其采集速度仍不能滿足高溫下高蒸發(fā)液體尺寸的快速變化。激光彩虹測量方法通過一階彩虹ripple結(jié)構(gòu)測量液滴直徑和ripple結(jié)構(gòu)平移時(shí)對應(yīng)的相位差實(shí)現(xiàn)液滴直徑微小變化的測量。具有方法簡單、測量精度高等特點(diǎn)。本論文將彩虹測量方法用于液滴蒸發(fā)溫度特性的測量。首先利用球粒子Mie散射理論,仿真計(jì)算了液滴一階彩虹強(qiáng)度分布中ripple頻率與直徑的關(guān)系,對2mm尺寸的水滴直徑測量精度為5μm;常溫下水和無水乙醇液滴一階彩虹ripple結(jié)構(gòu)變化一個(gè)周期對應(yīng)直徑變化分別為0.256μm和0.242μm,該結(jié)果表明彩虹法對直徑的變化量測量精度可達(dá)幾納米;該測量方法僅需使用線陣CCD采集液滴子午面上一維彩虹強(qiáng)度分布,且無需對一階彩虹角度進(jìn)行定量標(biāo)定,在降低光強(qiáng)采集系統(tǒng)要求同時(shí)大大簡化了測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。上述分析結(jié)果為液滴蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)測量提供理論指導(dǎo)。本文設(shè)計(jì)并搭建了基于高速線陣CCD采集彩虹信號(hào)強(qiáng)度的液滴蒸發(fā)測...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 選題意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 液滴蒸發(fā)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 激光彩虹法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容及框架
第二章 激光彩虹測量相關(guān)理論基礎(chǔ)
    2.1 彩虹理論概述
    2.2 彩虹強(qiáng)度分布及頻譜特性
        2.2.1 f_ripple附近頻譜擬合與f_ripple獲得
        2.2.2 f_ripple與直徑的關(guān)系
        2.2.3 不同折射率下直徑與f_ripple關(guān)系
    2.3 激光彩虹直徑絕對測量和相對測量方法
        2.3.1 激光彩虹直徑絕對測量方法
        2.3.2 激光彩虹直徑相對測量方法
    2.4 章節(jié)小結(jié)
第三章 液滴蒸發(fā)率激光彩虹測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)及搭建
    3.1 液滴蒸發(fā)率激光彩虹測量原理及要求
        3.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理
        3.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求
    3.2 激光彩虹實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 光路系統(tǒng)
        3.2.2 液滴加熱及控制系統(tǒng)
        3.2.3 信號(hào)采集及軟件處理系統(tǒng)
    3.3 光學(xué)玻璃對彩虹散射角寬度的影響分析
        3.3.1 光學(xué)玻璃對CCD測量角寬度影響理論分析
        3.3.2 角寬度影響模擬計(jì)算
    3.4 章節(jié)小結(jié)
第四章 激光彩虹液滴蒸發(fā)溫度特性實(shí)驗(yàn)測量
    4.1 液滴蒸發(fā)特性參量
        4.1.1 蒸發(fā)參量描述
        4.1.2 液滴球形度測量
    4.2 水滴蒸發(fā)特性實(shí)驗(yàn)測量
        4.2.1 純水的折射率和密度
        4.2.2 激光彩虹法測量常溫下液滴直徑及其變化
        4.2.3 水滴的蒸發(fā)特性結(jié)果與分析
    4.3 無水乙醇液滴的蒸發(fā)特性測量
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介



本文編號(hào)：3759387