[求助]请教磨料水射流出喷嘴的两相流能否用PIV测量

huguihua

谢谢PIV的鼓励！我不知道该如何称呼您！请问您是老师吗？对不起，因为我对您的鼓励所感动，免不了想和您多请教一下问题，请您以后对我的问题多多指教！您说得不错，只要我能坚持下来，不管结果如何，相信我能学到很多试验技巧和经验的。我也是这样想的，虽然我现在面临毕业，急需实验结果，实验尽快能成功当然是我最需要的，但是就像您所说到的，我的实验困难太大，需要太多的经验，这就需要我花费很多的时间在这上面，即使是这样，最后实验还可能测不出结果来，但是我觉得我能从实验中学到很多东西，例如实验的原理和做实验的方法等，这也是一笔财富啊！所以我认为，结果固然重要，可是做实验的过程更重要，您觉得我的看法对吗？再次感谢您的帮助和鼓励！

huguihua

Yu老师、piv以及所有的老师和师兄、师姐：
    您们好！
    我现在又碰到了难题了，我这两天打电话到北京大学特赛流动测量技术研究中心请教我的实验能否用PIV测量，有一位徐老师解答了我的问题，他说我的情况用PIV测量不现实，原因是我的喷嘴太小，粒径太大（按照我的喷嘴直径粒径应该在1μm以下），粒子在喷嘴出口没有分散开来，拍出的图像是一堆粒子在一起，分辨不出粒子；另外，射流不是透明液体，光透不过去，光射到上面会变形。他说我的情况如果在射流扩散的情况下可以测量，但是我要测的是射流核心区的速度，粒子没有分散，以此来验证我的理论分析，所以我不可能测量射流扩散后的速度的。他说我的情况应该用LDV或PDA测量，用一个简易的后向接受，发射和接受在同一个方向的LDV测，但是我们学校目前还没有LDV和PDA，PDA在订购，要到明年（今年春节以后）才能到，到那时我要毕业了，使用它是来不及了，所以我只有想其他办法到其他学校或单位借用LDV测量了，可是我目前还不知道上海哪个单位有这个仪器？我在上个月听一个力学所的学生说上海交通大学有LDV，不知道是不是这样？在这里，我想请教各位我的情况是不是一定不能用PIV测量？如果是这样，LDV是不是一定能测量我的情况？上海交通大学是不是有LDV，有没有哪位知道上海什么单位有LDV？谢谢！

yxjbuaa

[这个贴子最后由yxjbuaa在 2004/12/14 06:31pm 第 1 次编辑]

不好意思，这一段时间太忙，很少过来。
实际上，我个人认为，你的磨料颗粒太大可能是关键性的问题，按照你说的颗粒大小情况，用PIV的确很难测量，即便用micro piv，这也是无法解决的，正如北大的老师说的。而对于测量区域问题和浑浊问题可能通过巧妙的实验方案可以克服。我也想过你用其它粒子代替磨料颗粒，可是大小是不能改变多少的，0.1mm-0.5mm太大，在如此小的区域，而且在这样高速的情况下，可能测量不出结果，在1.3～1.7mm范围内叶不可能有足够的vectors。

yxjbuaa

[这个贴子最后由yxjbuaa在 2004/12/14 06:41pm 第 1 次编辑]

关于LDV的测量，可能也会遇到同样的问题，甚至遇到的问题会更严重，虽然LDV是单点测量，测量区域不存在问题，可是浑浊，粒子太大，粒子散光性不好等情况的影响可能会更加的显著。对于LDV的应用，据我的了解，国内很少有人用，一方面是因为国内LDV的质量有限，商业LDV的精度有限（在美国属于高技术限制产品，商业产品精度很低），另一方面也是因为LDV系统复杂，影响因素复杂。我们这里有一套TSI的，好像西工大也有，不过用的都不好，可以说和PIV相当价钱的东西几乎白白浪费了。LDV的租用可能比较困难，这可是一个大家伙。

huguihua

谢谢Yu老师！按照您的说法我的实验就没有办法测量了吗？因为我对LDV更是不了解，只是在论坛上下载了一位朋友提供的题名为“激光多普勒测速技术与实践”浏览了一下，觉得这套仪器设备很多，用起来肯定比较复杂，北大的老师建议我用简易的LDV,关于仪器的租用倒是次要的，关键是要确定能测量我的情况的仪器。如果象您和北大的老师所说的那样，LDV是单点测量，区域小不存在问题，浑浊可以通过实验技术解决，只要粒子的散射性好我想用LDV是可以测的，只是粒子粒径太大不好说，我看书里说的散射粒子粒径也要求很小（都是μm级的），关于这一点我没有想起来问北大的老师，只是听他说我的情况用LDV测是可以的，可是您说用LDV测问题会更严重，我不知道您说得对呢，还是他说得对？我现在感到很困惑，因为我对于流体实验技术了解得太少，又没有这方面的实验经验，所以只有向您和其他有实验经验的老师和朋友请教了，虽然自己也看一些资料和文章，但是没有亲自实验过，况且我的情况又很特殊，只有确定了测量仪器才能借用测量。我看了石油大学杨永印等写的一篇名为“PAM对磨料浆体射流速度的影响规律研究 ”，觉得文章的情况和我的有点相似，他是用PIV测量的，只是他的射流是在淹没条件下进行的，速度比较低（15m/s)，喷嘴直径大一些(6.8mm)，我明天准备打电话给杨永印老师，再向他请教我的情况是否能用PIV测量？我会将请教的结果即时告诉您的。再次感谢您真诚的解答！

yxjbuaa

通过在淹没条件下测量可不可以推算出相关的结果值得考虑。LDV我用过，也做过一段时间的矫正改进工作，总之，感到很是麻烦，这个庞大的家伙很是让人头疼，还比较娇气。老LDV测量体的短轴直径在0.1mm量级以下，长轴在1mm量级，如果是最新的高精度的，测量体短轴在几十微米，长轴在几十到几百微米量级，你的粒子实在太大了。LDV要得到较可靠的结果，在测量体内最好要3、4个粒子，当然一个也可以，但是你的情况确不同，这一点不能作为衡量标准。看来，直接测量的确困难很大，很有挑战性，甚至是现在的测量技术不容易达到的，我认为间接测量是你现在应该着重关注的问题，也就是能否用简单的方法模拟这种情况，或者用某一个准则，通过一种孑然不同的实验情况推算出大致的结果，这需要对实验的有关理论有足够的认识，还要你调研足够的文献。

huguihua

于老师您好！我今天打了一天的电话到杨永印老师的办公室，可是一直没有人接，我刚才发了一个邮件给他了，问他我的情况能否用PIV测量？明天我还会打电话试一试的。对于LDV我知道得太少，只是听北大的老师说用LDV可以测量，您说用LDV很麻烦，也不一定能测量我的情况，我真的不知道该如何办才好？您说用间接的方法测我曾经也考虑过，一是将喷嘴直径加大，同时加大系统压力，根据相似性原则推算小喷嘴的速度，但是机床的系统压力无法加大，因为我的理论计算是在最大压力情况下进行的；二是测量射流扩散后的速度，可是我的理论计算没有计算扩散段的射流。还有通过测量切割材料的深度说明切割能力高低，可是这个方法不能验证我的理论分析，而且很多文章都有这方面的内容，所以我没有采纳。其它的方法我就没有想到，因为我一直想用仪器直接测量速度验证我的理论分析，想不到问题会这么难，您说我的情况就不能用PIV测量吗？用PIV测量真的会象北大的老师说的那样拍出来的图像是一大堆粒子在一起吗？如果实在是找不到直接测量的办法，您有什么好的间接测量的办法呢？请赐教！

huguihua

于老师您好！今天下午我们开了一个会，我将我的想法和导师讲了，他建议我先用PIV试一试，不行再借LDV，我决定按照他的建议准备拟定PIV测量磨料射流喷嘴出口处液固两相流的实验方案，其实我犹豫的原因是想找一个稳妥的办法测量，如果PIV测量不出什么结果，钱花得浪费了，现在既然导师开口愿意出钱，那我就大胆地按照我的计划进行了。力学所这段时间要做PIV试验，其中还有射流测量，他们答应我实验时叫我去看，我可以多了解一些实验技术。我拟定好了实验方案以后就在论坛上上传一份给您看，请您到时帮忙提出宝贵意见！谢谢！

huguihua

于老师您好！我已经拟定好了一份用PIV测量前混合磨料水射流喷嘴出口处液固两相流的速度实验方案，现在传到论坛上，请您有时间帮忙看一看，如有不妥之处请帮忙提出宝贵意见！谢谢！

yxjbuaa

"同时测量入口直径相同、圆柱段直径和长度相同而不同收敛角的喷嘴出口处水和磨料颗粒的速度",似乎很难实现，可能磨料的散光性比玻璃球的高可以实现。

huguihua

谢谢于老师！我也担心同时测量两相的速度比较困难，但是我看了石油大学杨永印等写的文章“PAM对磨料浆体射流速度的影响规律研究”、“淹没条件下星形喷嘴射流流动特点的实验研究”、“利用PIV技术对淹没冲击水射流动力学特性的研究”、“experimental study on velocity profile of submerged abrasive suspension jet flow”等等都是用玻璃微珠作为水的示踪粒子测量水的速度，同时测量磨料的速度，里面讲到将磨料的体积浓度控制在2%以内，以致不影响水的速度，通过测量两相流的速度计算出两相流的速度差等等，所以我也想按照这种方法试一试，当然磨料浓度还可以调节，直到有好的结果为止，如果实在测不出来就一相一相地测，只不过这样不能反映两相流的情况。我已将我的实验方案拷给了师姐师兄，并请他们帮忙看一看提出宝贵意见，估计明天他们就能给我回复，我再将他们好的意见吸收进来，准备这个星期天开会给导师汇报一下，看他有没有更好的建议！然后将他的意见综合在一起拿给力学所用过PIV的老师看，经过他们的同意后就准备买实验用的材料等待借到仪器后就做实验。再次感谢于老师！