En kompakt gemensam väg interferometer (KPI) har utvecklats för att mäta av flytande par. KPI är en optisk teknik som kan användas för att mäta förändringar i lutning av brytningsindex för transparenta material. Det använder en klippning interferometer som delar samma optiska våglängd från en laser som ljuskälla till den slutliga Imaging planet. Molekylära diffusion coefficient av vätskor kan bestämmas utifrån fysikaliska samband mellan förändringar i den optiska väglängden och flytande egenskaper fas. När de uppgifter som erhålls med hjälp av KPI har jämförts med motsvarande resultat från andra metoder, har instrumentet visat sig vara vida överlägsen andra instrument för att mäta av blandbara vätskor under vistelsen mycket kompakt och robust (ref. 1). På grund av sin kompakta och användarvänlighet, har KPI antagits för användning i studier av gränssnitt dynamik samt andra diffusion-kontrollerad process applikationer (ref. 2). Denna utveckling kommer att tillåta experiment i mikrogravitation som kvantitativt kan svara grundforskning frågor om vikt och termisk diffusion och deras effekter på transportområdet processer. Detta instrument är en spinoff av en diagnostisk utveckling för mikrogravitation vätska fysikexperiment vid NASA Glenn Research Center som har förbrukat optik och elektronik som finns i vätskan fysik laboratorium för genomförbarhetsstudier.

Optisk diagnostiska metoder har blivit en integrerad del av många områden för mätning applikationer inom industri-och forskningslaboratorier. Många typer av interferometers och fasa skiftat versionerna har använts som instrument för att mäta den optiska vågen fronter för objektiv testning och förbränning och vätska diagnostik flöde. En av dessa, den punkt diffraction interferometern anses vara stabil (se till exempel, ref. 3) eftersom den har en gemensam-path design. Poängen diffraction interferometer är svårt att anpassa och har en begränsad mätområdet för flytande fas applikationer. Interferometry och Schlieren tekniker har ofta använts i många år för gas-flow-visualisering. Å andra sidan är det KPI, vilket egentligen är en Wollaston prisma polarisationsfilter i kombination med en analysator (kristallin kvarts försening platta) används i stället för en punkt diffraction interferensmätarutrustning enhet. Fördelen med att använda KPI framför andra optiska teknikerna är att man kan göra kvantitativa i vätskor med stora brytningsindex varianter som ofta förekommer i gränssnittet dynamik studier. Detta kan bara åstadkommas genom att använda olika prisma polarisationsfilter för varje särskilt experimentell skick.

Tomt partiella C över partiell x versus x
En typisk spåras frans (koncentration gradient profile partiell c över partiell x ) Nära gränssnittet efter vätskan kom i kontakt (infällda bilden visar den faktiska fringe efter 30 min). Typiska enkelt datapunkter för D beräkningar visas också på den spårade förskjutits marginella. (Anm: Alla mått är normaliserat av den största m värde.)

Blandbar fluidströmningar är viktiga för ökad oljeutvinning, fast bädd förnyelse, hydrologi, och filtrering. Dynamiken i blandbar gränssnitt är ett aktivt forskningsområde som har identifierats att dra nytta av försöksverksamhet i minskad allvar. Den är en viktig thermophysical egendom i sådana experiment. Dess mätningar krävs för att bestämma intervall för experimentella parametrar såsom rörelsehastighet, så att effekterna av konvektion och diffusion är i optimal balans.

Nyligen har utvecklat en ny metod som använder KPI för att mäta av ett par blandbara vätskor vid varje efter att de kommit i kontakt. Den matematiska modellen bakom denna nya strategi har definierats (ref. 4). Resultaten är utmärkta med tillgänglig information och är mycket mer tillförlitliga på grund av ett realtid mätmetod. Resultaten av den första uppsättningen har publicerats av Rashidnia et al. (ref. 1). Den fysiska egendomsupplysningarna mätt med KPI kommer att vara till stor hjälp i utformningen av testresultaten och matematisk modellering av ett experiment planeras (ref. 2) som skall utföras vid den internationella rymdstationen under 2005.

Referenser

  1. Rashidnia, N., et al.: Mätning av diffusion coefficient av Blandbar Fluids med både Interferometry och Weiner metod. Presenterat vid den fjortonde Symposium on Thermo-fysikaliska egenskaper (Boulder, CO), juni 2000.
  2. Maxworthy, Tony, och Meiburg, Eckart: The Dynamics of Blandbar Gränssnitt: A Space Flight Experiment. Science kravdokument, första utkast, Univ.. of Southern California, Los Angeles, CA, mars 2000.
  3. Mercer, Carolyn R.; och Rashidnia, Nasser: Common-Path Phase-Podier interferometer för Fluid CD-ROM Proceedings of the 8th International Symposium on Flow Visualization (Sorrento, Italien), September 1998, pp. 256,1-256,9.
  4. Rashidnia, N.: Nya Mätning, optisk teknik. Proceedings of the nionde (Millenium) International Symposium of Flow Visualization, Flow Visualization IX. GM Carlomango och I. Grant, eds., 2000, pp. 451,1-451,8.