Исследование электрогидродинамических течений диэлектрических жидкостей, страница 3

    4. Пневматический канал. Он предназначен для  введения в жидкость пузырьков воздуха достаточно малого размера при помощи специального капилляра.

    5. Экспериментальная кювета. Она является основной частью установки. Она представляет собой прямоугольный сосуд из плексигласа, в который наливается исследуемая жидкость. В кювету помещается система электродов (провод над плоскостью). Плоский электрод помещается на дно кюветы и подсоединяется к высоковольтному источнику. Проволочный электрод соединяется с землей. Расстояние между электродами можно легко изменять при помощи специального устройства.

Цель работы: экспериментальное исследование поля скоростей ЭГД-течений в системе электродов провод-провод при помощи метода визуализирующих частиц с последующей компьютерной обработкой фотографий и видеокадров течения. Моделирование ЭГД-течений, сравнение с экспериментом. Исследование ВАХ в жидкостях, Анализ конвективной составляющей тока, определение электрического числа Рейнольдса, исследование влияния электронно-акцепторных примесей и материала электрода на ВАХ и скоростные характеристики ЭГД-течений.

3. Методика обработки поля скоростей ЭГД-течений

      Как уже говорилось выше, ЭГД-течения записываются на видеопленку или снимаются на фотопленку. На рис. 2 приведена фотография ЭГД-течения [2], полученная методом визуализирующих включений, в качестве которых использованы мелкие газовые пузырьки. Фотографии и видеокадры ЭГД-течений получены при импульсной подсветке в отраженном свете на черном фоне.      

    Эксперимент поставлен в транс-форматорном масле с примесью бутанола, величина низковольтной проводимости 10^-12 См/м, напряже-ние на электродах  10⁴ В, меж-электродное расстояние 1 см. В качестве электродов использована система лезвие–плоскость, видимая на фотографии: лезвие слева, плоскость справа в виде жирной вертикальной полосы. ЭГД-течение в подобной системе направлено от лезвия к плоскости и носит двумерный «плоский» характер. Световые импульсы подсветки имели форму меандра, длительность светового импульса Т равна длительности промежутка между импульсами. Время фотографирования соответствует   20*Т. Пунктирные траектории на фотографии соответствуют линиям тока жидкости в различных областях поля скоростей ЭГД-течения.  Фотографии ЭГД-течений обработаны при помощи специального пакета программ, позволяющих с высокой точностью восстанавливать векторные поля скоростей ЭГД-течений, проводить тестовую оценку достоверности полученной гидродинамической картины, строить поверхностные графики распределения скорости, карты линий уровня скорости, векторные поля скорости ЭГД-течений. Обработка включает в себя несколько этапов. На первом этапе фотография сканируется и сохраняется. Далее фотографии преобразуются до вида, необходимого для нормальной работы программ, осуществляющих математическую обработку. Эти преобразования проводятся с помощью программы Adobe Photoshop, позволяющей работать с отдельными слоями. Сначала на исходный кадр, развернутый в формате psd, накладывается прозрачный слой для копирования на него одной из линий тока, изображенных на фотографии. Для повышения  точности  обработки при максимально  возмож-

                                                                                                                           ном 16-кратном увеличении вдоль обрабатываемой линии тока инструментом контуры точно проводится плавная линия. После этого вдоль выделенной линии тока черными точками отмечаются начала и концы штрихов.  Затем определяется Y-координата центральной линии течения и координаты точек течения, где скорость равна нулю (центры завихрений). После этого выделенный слой фотографии сохраняется в файле с именем  №.BMP, где № – порядковый номер траектории. В отдельный файл записываются данные о точках с нулевой скоростью и линии нулевой скорости, соответствующие поверхности электродов.