Abstract:
Tematem monografii jest określenie zakresu stosowalności wybranych metod
fotooptycznych w pomiarach dotyczących procesu mieszania cieczy i układu
dwufazowego gaz-ciecz przez samozasysające mieszadło tarczowe. Badania
dotyczyły dwóch parametrów: prędkości faz oraz rozmiarów pęcherzyków.
Porównano średnie prędkości cieczy w układzie jednofazowym określone
trzema metodami: znaczników przepływu, dopplerowską anemometrią laserową
(LDA) oraz analizą przesunięć obrazów cząstek znacznika (PIV). Wartości prędkości
w wybranych punktach mieszalnika poza obszarem mieszadła zmierzone
tymi metodami wykazywały bardzo zbliżone wartości. Natomiast w pobliżu
mieszadła zaobserwowano znaczące różnice. Prędkości uzyskane w pomiarach
z użyciem znaczników przepływu były mniejsze niż dla pozostałych metod. Dla
pomiarów prędkości cieczy w układzie dwufazowym gaz-ciecz metoda LDA
okazała się nieprzydatna, gdyż bez dodatkowego osprzętu nie można odróżnić
sygnału odbitego od powierzchni trasera i pęcherzyka powietrza. Znaczniki
przepływu są dobrze widoczne w układzie dwufazowym, ale pęcherzyki gazu
powodują ich wynoszenie ku powierzchni swobodnej cieczy, co również czyni
tę metodę nieprzydatną do pomiarów. Najlepszym rozwiązaniem okazała się
metoda PIV z traserem zawierającym barwnik fluorescencyjny. Pozwala ona
mierzyć prędkości cieczy przy zatrzymaniu fazy gazowej mniejszym od 5%.
Dzięki temu potwierdzono czynione we wcześniejszych pracach założenie, że
w początkowej fazie samozasysania prędkości cieczy w układzie jedno- i dwufazowym
są niemal takie same. Metodą PIV można również określać prędkość
pęcherzyków gazu w cieczy.
