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Un interferómetro de camino común compacto (IPC) del sistema ha sido desarrollado para medir la difusividad de pares de líquido. El IPC es una técnica óptica que se puede utilizar para medir los cambios en el gradiente del índice de refracción de materiales transparentes. Utiliza un interferómetro de esquila que comparte el mismo trayecto óptico de un láser fuente de luz al plano de imagen final. El coeficiente de difusión molecular de líquidos puede determinarse a partir de las relaciones físicas entre los cambios en la longitud del camino óptico y propiedades en fase líquida. Cuando los datos obtenidos mediante el uso del IPC han sido comparados con resultados similares de otras técnicas, el instrumento se ha demostrado que es muy superior a otros instrumentos para medir la difusividad de los líquidos miscibles sin dejar de ser compacto y robusto (ref. 1). Debido a su compacidad y facilidad de uso, el IPC ha sido aprobado para su uso en estudios de dinámica de la interfaz, así como otras aplicaciones de proceso controlado por difusión (ref. 2). Este avance permitirá que los experimentos en microgravedad que cuantitativamente puede responder a preguntas básicas sobre la ciencia de comunicación y difusión térmica y su efecto en los procesos de transporte. Este instrumento es un derivado de un desarrollo de diagnóstico para experimentos de microgravedad líquido Física en la NASA Glenn Research Center que ha utilizado la óptica y la electrónica existente en el laboratorio de física de fluidos para estudios de viabilidad.

técnicas de diagnóstico óptico se han convertido en una parte integral de muchas áreas de aplicaciones de medición en laboratorios de investigación industrial y. Muchos tipos de interferómetros y su eliminación cambió versiones han utilizado como instrumentos para la medición de los frentes de onda ópticas para las pruebas de la lente y de combustión y de diagnóstico de flujo de fluido. Uno de ellos, el interferómetro de difracción de punto, se considera robusta (véase, por ejemplo, ref. 3) porque tiene un diseño común-path. El interferómetro de difracción punto es difícil alinear y tiene un rango de medición limitados para aplicaciones en fase líquida. Interferometría y técnicas schlieren se han utilizado ampliamente durante muchos años para el gas de flujo de visualización. Por otra parte, el IPC, que es básicamente un prisma Wollaston polarizador en combinación con un analizador (lámina cristalina retraso cuarzo) se utiliza en lugar de una unidad interferómetro de difracción de punto. La ventaja de utilizar el IPC respecto a otras técnicas ópticas es que puede realizar mediciones cuantitativas de los líquidos con el índice de refracción grande de variaciones que ocurren a menudo en la dinámica de interfaz de estudios. Esto puede ser simplemente realizar utilizando diferentes prismas polarizadores para cada condición experimental en particular.

Un trazado franja típica (gradiente perfil de concentración ) Cerca de la interfaz después entró en contacto fluidos (recuadro muestra la franja real después de 30 min). Típicos puntos de datos sencillo para los cálculos difusividad D también se muestran en el trazado cambió la franja. (Nota: Todas las dimensiones están normalizados por el valor de m como máximo.)

Miscible flujos de líquidos son importantes para la recuperación mejorada de petróleo, la regeneración de lecho fijo, la hidrología, y la filtración. La dinámica de las interfaces inflamable es un área activa de investigación que se ha identificado a beneficiarse de la experimentación en gravedad reducida. La difusividad es una propiedad importante termofísicas en tales experimentos. Su medida es necesaria para determinar los rangos de los parámetros experimentales, tales como la velocidad de desplazamiento, de modo que los efectos de la convección y la difusión están en equilibrio óptimo.

Recientemente, un nuevo enfoque fue desarrollado que utiliza el IPC para medir la difusividad de un par de fluidos miscibles en cualquier instante después de que entran en contacto. El modelo matemático se basa este nuevo enfoque se ha definido (ref. 4). Los resultados están en excelente acuerdo con los datos disponibles, y son mucho más fiables debido a un enfoque de medición en tiempo real. Los resultados de la primera serie de mediciones han sido publicados por Rashidnia et al. (Ref. 1). Los datos de las propiedades físicas medida por el IPC será de gran ayuda en la definición de los resultados del análisis y el modelado matemático de un experimento planeado (ref. 2) que se realizará en la Estación Espacial Internacional en 2005.

Referencias

1. Rashidnia, N., et al.: Medición del coeficiente de difusión del uso de fluidos miscibles Ambos Interferometría y método de Weiner. Presentado en el Simposio Decimocuarto termo-físicas Propiedades (Boulder, CO), junio de 2000.
2. Maxworthy, Tony, y Meiburg, Eckart: La dinámica de interfaces Miscible: Un Experimento de Vuelos Espaciales. Ciencias de requisitos de documentación, Anteproyecto, Univ.. del Sur de California, Los Ángeles, California, marzo de 2000.
3. Mercer, Carolyn R., y Rashidnia, Nasser: Común-Camino de fase escalonada Interferómetro para Mediciones de fluidos. CD Rom Actas del Simposio Internacional sobre la octava visualización de flujo (Sorrento, Italia), septiembre 1998, págs. 256.1-256.9.
4. Rashidnia, N.: Medición Novela Difusividad, técnica óptica. Actas de la Novena (Milenio) Simposio Internacional de visualización de flujo, flujo IX Visualización. GM Carlomango y Grant I., eds., 2000, págs. 451.1-451.8.