液晶流体测温测速技术的研究.pdfVIP

鬈 。警 ．r』 现代力学罚试技术 液晶流体{ 张曦 (中嗣科学拄玮 挠要 本文研究了液6＆流体测温 自然对流温度场和速度墒进行了测 关健词 液晶测温技术．粒子图馋 ’ 在由温度梯度引起的流动中，流场的温度和速度场测量，对于传热传质研究是非常重要 的。热色液晶(TLc)作为一种新的温度测试技术出现后，立刻得到了广泛的应用，因为与属 于逐点测量的热电偶测温法相比．液晶测温技术可获得全场的温度信息． 对于流体速度测量，l，IV是一种较为理想的全场速度检测技术，因为PIv可用于流体 速度场的全场测量。近几年，有人”+“将微胶囊液晶粒子作为示踪剂，应用于粒子成像测 术可从实验图像中同时检测出整个流场的温度和速度分布，这是唯一能屙时检测温度分布 和速度分布的新技术。 。 二、 液晶测温技术 热色液晶是一种能以：再同颜色反映不同温度的液33目o。 晶。一种确定的液晶材料只在一个较窄温度范围内呈…． 现各种颜色变化。热色液晶呈现的每一种颜色，均对 应着一个确定的温度。通过标定可以获得“颜色～温3，．oo’ 度”关系曲线。利用该关系曲线可以测出流场温度分30。o． 布。关于颜色的定量度量，本文采用HsI模式。H指彩 色的色调唧ue)，S指饱和度(SanJmtion)．I指明度“”’ O 40 80 1釉160如O240 (Intensj忉。液晶显示的温度值主要依赖于彩色的色调 圈I掖晶温度一色饵标定曲线 lCtllb叫ion H，而与彩色的饱和度s和明度I无关。因此，在标定Fjgum cu帆of“Hqu讨cly啪Is 一颜色一温度”关系以及：分析液晶显示彩色图时，主 t 要利用了彩色的色调H。 ’国家自然科学基金资助项目 ，蘸．t溪疆 。懑 里垡查堂翌堡塾查 响应范围是4度，随着温度的升高，颜色从红色开始，运渐变为黄色，绿色，蓝色。当超出 它的温度范围后，变为无色。该液晶的温度一色调关系曲线如图l所示。 三、 液晶测速技术 应用于流场实验中的热色液晶通常制成微胶囊状颗粒，颗粒大小在微米至次毫米量级 之间。因此，微胶囊液晶粒子又可同时兼作PIV测速用的示踪粒子。 PIV测速技术是一种应用较广的流场速度检吾：|}技术，其基本思想是先测出示踪粒子在 和录相PIV两种。前者通过光学记录和分析手段获得速度场；后者则通过录相方式记录粒子 场的数字图像，再运用互相关算法．求得速度场。 经典的互相关算法。计算工作量极大，计算速度很慢，测速精