纹影法测量气体密度.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;、实验设备纹影仪、D、计算机三、实验原理 根据讲义第九章介绍,纹影仪测量了沿刀口垂直方向的密度梯度。本实验中用纹影仪观测酒精灯火焰形成的温度场。由于我们近似认为火焰中是等压的,因此温度T正比于密度ρ。用纹影仪同样可以测量火焰的温度场。现在纹影仪测得的是刀口垂直方向的温度梯度。实验步骤首先应复习讲义中有关纹影法原理的介绍。安装好纹影仪两块球面反射镜M1和M2,确定光源S的位置,应使光源S在球面反射镜M1的焦点处(,口径为φ200毫米)。调整球面反射镜M2,找到光源S的像I。由于M1和M2的焦距相同,因此S到M1的距离应等于I到M2的距离。如果不等,应反复调整S的位置。D并与计算机正确连接,接通电源,打开LIVE3000应用软件,即可在计算机显示器上观察到视场的图象。把刀口安装在光源的像I处,调整刀口,切割光源的像I。当刀口K在M2的焦点处时,调整刀口K,在计算机显示器上应观察到视场图象的亮度均匀变化。如果视场不是均匀变化,而是从一边先变暗或变亮,说明刀口K的位置不对。把酒精灯放在光路中点燃,D的焦距,使图象清晰。改变刀口的位置和方向,观察图象有何差别。可用计算机采集录影或单幅图象。注意事项由于球面反射镜表面镀膜,千万不可用手触摸或擦拭镜面,以免损坏表面镀层。第十章火焰摄影技术和压力记录法§,最明亮的区域就是燃烧波的化学反应区。燃烧波的直接摄影技术,除了火焰光度未必能满足很短的曝光时间的要求以外,没有提出一些特殊的问题。这对于氢焰特别正确,因为这种火焰除了爆震波的高温和压力外,从可见光的范围来看通常都太暗淡了。一氧化碳—氧混合物的火焰要比烃—氧火焰稍弱一些,但对直接摄影来说,其光强一般是足够了。火焰直接摄影的许多实例照片已转载在本书中。在外光源光亮地照明下,气流因飘浮的尘埃颗粒而能见到。在使用频闪观测光时,在照片上颗粒轨迹是以间断线状出现的,间隔的长度就是颗粒速度的度量。几张这种照片已翻印在本书中。这种颗粒应当细小到足以能跟随流体加速和改变流向,特别是在燃烧波L:出现的颗粒更应如此。温差所造成的密度差以及由气体成分不同所造成的较小的密度差,均适用三种摄影方法来观测。这二种摄影方法是:TOpler纹影法[1]、DvOrak阴影法[2]和干涉仪法[3],这些方法将分别在下面各小节中评述。 。图310(a)所示是一个光源、一个透镜(以后称作纹影透镜)和这个光源的像。图上表明了按一般作图得到的有限的光线锥。目前重要的是注意在透镜主平面上任一点处所起源的每一光束都对着光源像。从透镜末端来的两束光束其夹角为O。在图310(&)及(c)上都画出一束这种光束来说明。从图看到插入了一块小角度的棱镜。在插入棱镜之前,光线被包围在两根虚线之内。在插入棱镜之后,光线向上弯曲到实线位置。因此,由于插入棱镜,使起源于x且通过放在像平面直刀刃的光量增多。这些增加的光量都包含在do角所对的光束中。在接物透镜所产生的,点像平面上,照度相应地增大。曾说明光源的亮度是均一的