Анализ яркости отраженного света для определения структурных изменений в потоке жидкости от распыливающего устройства

Аннотация

Визуальные и инструментальные наблюдения распыленной форсункой жидкости показали неравномерное распределение яркости отраженного света в факеле распыла. Экспериментально исследована структура факела распыла центробежных форсунок. Предложен простой подход к анализу изображений факела распыла, который позволяет проследить за изменением структуры распыла. Подход основан на измерении интегральной яркости отраженного света, которая однозначно связана с площадью границы раздела сред. Измерения показали, что интегральная яркость меняется при удалении от форсунки. На графике изменения яркости по мере удаления от распыливающего устройства можно видеть три характерные области. В первой области наблюдается резкий рост яркости отраженного света, который достигает максимума при переходе ко второй области. Во второй области яркость отраженного света резко падает. В третьей области яркость практически перестает меняться. При этом визуально наблюдаются структурные изменения в факеле распыленной жидкости при удалении от форсунки. Детальный анализ этих структурных изменений был выполнен при помощи макросъемки и методом Glare Point Technique (далее GPT). Обнаружено, что жидкость вылетает из сопла форсунки в виде расширяющегося конуса сплошной пленки. Далее, во второй области, пленка рвется на отдельные фрагменты сложной формы, которые под действием сил поверхностного натяжения начинают превращаться в сферические объекты. В третьей области все фрагменты превращаются в объекты сферической формы, при этом их количество и форма далее практически перестают меняться.