文档介绍：论了数值再现方法一频谱变换法再现物场的理论基础和实现过程。摘要永砺凵希致哿巳⑹踔亟ǖ氖Щ!8盗⒁侗浠坏幕纠砺郏晗覆在传递现象的研究中,全息干涉法已被公认为一种最直观有效的方法。由于具有精度及灵敏度高、信息量大、无干扰、可进行瞬态测量和整场观察等优点,已被广泛应用于流场中诸如速度、温度、浓度和密度等的许多物性参数的定性或定量测量。液相分子扩散系数是描述质量传递的最重要的物性参数之一,由于缺乏精确的理论预测方法,迫切需要开发一种精密测试技术以满足实际应用和理论验证的需要。本文从理论和实验两方面详细探讨了数字图像实时全息干涉法的原理及其在液相扩散系数测量方面的应用。主要内容包括:永砺凵希樵牧舜罅坑胍合嗬┥⑾凳喙氐奈南祝险孀芙岵⒈冉锨叭耸笛方法的优点和不足,确定了使用数字全息激光干涉法测量液相质扩散系数。述了光学全息术记录与再现、数字全息术记录与再现的基本理论;结合角谱理论,讨邮笛樯希谘芯看彻庋笛橄低车幕∩希杓撇⒋罱嘶谑滞枷袢息干涉法测量液相质扩散系数的实验系统;设计新型的扩散槽系统,使得待测物质的分界面更加清晰;在扩散槽底部设计了锥形的整流栅,使用了新的注液方法,减小了注液时的扰动,提高了实验精度;引入了循环水浴温度控制系统,控温精度在±故笛槟芄辉谘细竦奈露纫G笙率迪至魈逯世┥⑾凳牟饬俊攵匀⑼技锹贾械偷腃分辨率,合理地分析了实验条件,完成了应用苯蛹锹既⒏缮嫣跷仆嫉氖笛樯杓啤=樯芰耸秩⒌氖迪滞揪叮语言编写了全息图的数字处理程序,对记录的全息图进行分析处理,清晰再现出了干涉条纹图。最后,利用该系统测定了浓度为·坏腒水溶液在、.、.和跫碌闹世┥⑾凳笛榻峁砻魇验值和文献参考值之间相对偏差绝对值的平均数为%,验证了实验系统的精确性和可靠性。最后,。为测量工程上急需的新型燃料替代工质和新型制冷剂替代工质的质扩散系数提供了一种新的有效方法。关键词:液相扩散系数;数字全息激光干涉法;扩散槽:水溶液
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第一章绪论帚一早三百了匕液相扩散系数研究背景及意义的第二定律,它不仅引入了表示物质扩散能力的物理量——质扩散系数,而且至现代的扩散概念主要来源于瓽虯.,尤其是与衫啾鹊贸今仍是质扩散系数实验测量和理论推算的理论基础【俊在能源动力领域,传递现象主要包括流体动力学、热量传递和质量传递三个紧密相关的主题欠直鸲杂τ诹魈宓那ㄒ菩灾收扯取⒌既认凳⒅世┥⑾凳=来,随着新型替代燃料、生物化工、环境污染控制和同位素分离等行业的兴起与发展,关于质扩散系数的理论推算和实验研究变得越来越重要。尤其是液相扩散系数,鉴于其在化工、炼油、生化、制药、环保等诸多领域都起着非常重要的作用,对液相扩散系数的研究有着非常重要的意义。例如随着二甲醚作为柴油机代用燃料的实验研究的深入,人们深刻认识甲醚作为代用燃料甚至超低排放车辆燃料的价值,更欲深刻了解二甲醚优良性能的内在机理。这就需要通过对二甲醚的喷雾和燃烧进行研究,多维数值模拟是研究喷雾和燃烧过程的有力的辅助工具,并且在某些方面起着不可替代的作用。与柴油、汽油等传统发动机燃料不同,由于二甲醚在常温常压下为气态,同时是近年来才开始用作柴油机代用燃料,所以关于液态状况下的热物理特性参数资料十分缺乏,而二甲醚用作柴油机燃料时,通常呈液态形式。为了模拟二甲醚的缸内过程,就需要定量地预知二甲醚的各种热物理参数。然而,由于液体结构十分复杂,分子堆积密度较大,分子间平均距离远比气体分子小,又不及固体那样有规律排列,分子间相互作用难以准确定论,目前尚难从基本分子数据或系统物理性质方面找到一个令人满意的预测液相质扩散系数的成熟方法,所以有关液液传质、扩散方面的测量和理论描述远比气体及固体困难。实际上我们必须通过实验来确定某些研究体系的液相扩散系数【,但在这样的实验过程中存在一些困难,因为实验中温度或压力的变化,或微小扰动都可能干扰扩散,为了将这些变化控制在一定的范围内,多种实验技术得到发展,如膜池法、分散法、光干涉法激光全息干涉法是将全息术与普通光干涉术相结合的一种新的测量方法,具有灵敏度高、信息量大、不干扰流场、精度高、可进行瞬态测量和整体观察等优点,是测量温度、位移、应力、浓度等物理量最直观有效的方法之一。激光全息干涉法除了光学的简单性外,它对容器的玻璃没有什么特殊的要求,因为光两次通过时容器没有发生什么变化,不会对干涉图产生影响,因而在液相质扩散系数测量中逐渐得到越来越广泛的应用。本文在前人工作的基础上设计、建立了一套用于液相扩散系数测定的数缝凇
液相扩散系数研究方法及国内外研究现状数学模型——费克扩散定律引入了扩散系数,扩散系数是表示物质扩散能力的物理的干涉法——激光全息干涉法在液