本文關(guān)鍵詞：基于化學(xué)發(fā)光溶液示蹤的射流濃度場測試分析系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 化學(xué)發(fā)光 示蹤 射流濃度場 圖像采集 數(shù)值模擬

【摘要】：化學(xué)發(fā)光是在進行化學(xué)反應(yīng)過程中伴隨的一種光輻射現(xiàn)象,具有靈敏度高、無需外加光源即可被相機捕捉到光源信息�；诨瘜W(xué)發(fā)光法具有的上述優(yōu)勢,本論文擬系統(tǒng)研究化學(xué)發(fā)光溶液作為射流示蹤劑的可行性,并探索開發(fā)一套用于射流濃度場擴散規(guī)律研究的實驗裝置和測試分析系統(tǒng),達到能無接觸、無干擾、實時動態(tài)地獲得瞬態(tài)濃度場整體信息的目的。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)化學(xué)發(fā)光示蹤溶液體系的優(yōu)化選擇與標(biāo)定研究。本文選取并探索過氧草酸酯類化學(xué)發(fā)光體系作為射流示蹤劑的可行性。在過氧草酸酯類化學(xué)發(fā)光體系中,其組分濃度對化學(xué)發(fā)光的強度有直接的影響,本文通過實驗設(shè)計分別研究其組分濃度對體系發(fā)光效率的影響,從而優(yōu)選出發(fā)光體系作為示蹤劑的最佳實驗條件。本文還開展了化學(xué)發(fā)光溶液的標(biāo)定實驗研究,即研究由多組標(biāo)定樣本來確定圖像灰度值和濃度值之間的標(biāo)定曲線,以便將圖像的灰度信息(即示蹤劑的光強信息)轉(zhuǎn)化為射流示蹤劑的濃度信息。(2)射流濃度場擴散實驗裝置和測試系統(tǒng)設(shè)計研究。射流濃度場擴散實驗裝置共包括三部分:水槽實驗裝置、射流實驗裝置、圖像采集裝置。其中圖像采集包括:對話框采集界面、從相機接收擴散信息并保存、采集界面對相機的控制。利用圖像采集裝置來捕捉射流濃度場時空動態(tài)變化的擴散過程,可以達到無接觸且不破壞濃度場的目的。(3)靜水和動水條件下射流濃度場擴散實驗研究。實驗包括兩部分內(nèi)容:一是以羅丹明B作為射流示蹤物質(zhì)的濃度場擴散實驗研究。其實驗?zāi)康脑谟趯嶒炑b置系統(tǒng)進行驗證實驗。二是以化學(xué)發(fā)光溶液作為射流示蹤溶液的濃度場擴散實驗研究。分別設(shè)計了對靜態(tài)和橫向流動環(huán)境中的射流濃度場擴散實驗,利用圖像采集裝置和圖像處理程序來捕捉、分析射流濃度場時空動態(tài)變化的擴散過程,用以驗證過氧草酸酯類化學(xué)發(fā)光體系作為射流示蹤劑來定量描述和分析射流濃度場的擴散特征的可行性。(4)基于Fluent軟件的射流濃度場數(shù)值模擬的構(gòu)建。本文采用了“可實現(xiàn)”-k?模型模擬三組基于化學(xué)發(fā)光的圓射流的摻混和擴散流動過程的實驗,比較了實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果,數(shù)值模擬的結(jié)果進一步驗證了以化學(xué)發(fā)光溶液作為射流濃度場示蹤劑可以定量描述和分析射流濃度場的擴散特性。
【關(guān)鍵詞】：化學(xué)發(fā)光 示蹤 射流濃度場 圖像采集 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：中國計量大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.3;O358
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• abstract7-14
• 1 緒論14-22
• 1.1 選題研究背景及意義14
• 1.2 射流濃度場測定方法研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 化學(xué)發(fā)光研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 常見化學(xué)發(fā)光體系16-18
• 1.3.2 過氧草酸酯類的熱力學(xué)條件及發(fā)光機理18
• 1.3.3 過氧草酸酯類化學(xué)發(fā)光的應(yīng)用18-19
• 1.4 論文主要內(nèi)容及技術(shù)路線19-22
• 1.4.1 論文研究內(nèi)容19-20
• 1.4.2 論文結(jié)構(gòu)安排20
• 1.4.3 技術(shù)路線20-22
• 2 化學(xué)發(fā)光示蹤體系的優(yōu)化選擇與標(biāo)定研究22-34
• 2.1 化學(xué)發(fā)光體系選擇與優(yōu)化22-24
• 2.1.1 化學(xué)發(fā)光示蹤體系的比選22-23
• 2.1.2 化學(xué)發(fā)光示蹤體系的溶液配制方法23-24
• 2.2 發(fā)光體系中各影響因素對發(fā)光效率的影響24-28
• 2.2.1 草酸酯濃度對發(fā)光強度的影響24-25
• 2.2.2 熒光劑濃度對發(fā)光強度的影響25-27
• 2.2.3 過氧化氫濃度對發(fā)光強度的影響27-28
• 2.3 最優(yōu)條件下的示蹤體系的發(fā)光特征28-29
• 2.4 化學(xué)發(fā)光示蹤溶液灰度和濃度的標(biāo)定實驗研究29-33
• 2.4.1 實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)采集29-31
• 2.4.2 曲線擬合方法選擇31-32
• 2.4.3 化學(xué)發(fā)光光強與濃度關(guān)系的曲線擬合32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 射流濃度場擴散實驗裝置和測試系統(tǒng)設(shè)計研究34-43
• 3.1 射流濃度場擴散實驗裝置設(shè)計34-40
• 3.1.1 水槽實驗裝置34-37
• 3.1.2 射流實驗裝置37-38
• 3.1.3 圖像采集裝置38-40
• 3.2 射流濃度場圖像處理分析系統(tǒng)研究40-42
• 3.2.1 射流濃度場圖像采集方法40-41
• 3.2.2 射流濃度場圖像采集測定流程41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 4 靜水和動水條件下射流濃度場擴散實驗研究43-54
• 4.1 實驗工況設(shè)計43
• 4.2 以羅丹明B作為示蹤物質(zhì)的射流濃度場驗證實驗設(shè)計43-48
• 4.2.1 羅丹明B標(biāo)定實驗44-45
• 4.2.2 靜態(tài)水體中水平射流濃度場的測量分析45-46
• 4.2.3 橫向流動環(huán)境水體中水平射流濃度場的測量分析46-48
• 4.3 以化學(xué)發(fā)光溶液作為示蹤溶液的射流濃度場擴散實驗48-53
• 4.3.1 化學(xué)發(fā)光示蹤污染物的靜態(tài)射流濃度場圖像分析48-50
• 4.3.2 化學(xué)發(fā)光示蹤污染物的動態(tài)射流濃度場圖像分析50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 5 射流濃度場的數(shù)值模擬54-61
• 5.1 射流模型的建立54-56
• 5.1.1 數(shù)值模擬方法54
• 5.1.2 模型的選擇54-56
• 5.2 網(wǎng)格生成56-57
• 5.3 計算條件設(shè)定57-58
• 5.4 數(shù)值計算分析58-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 6 結(jié)論與展望61-63
• 6.1 結(jié)論61-62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻63-66
• 作者簡歷66

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本文編號：811254