利用双二元液-液混合物的折射率匹配（RIM）
流体动力学
2020-02-14 v1
摘要
在过去的十年中，微观多相流引起了广泛的兴趣。对底层流体动力学相互关系的精确理解是成功进行反应器设计和反应控制的关键。为了考察局部流体动力学行为，非侵入式光学测量技术如粒子追踪测速（PTV）或（微）粒子图像测速（(μ)PIV）是首选方法，因为它们以优异的空间分辨率提供精确的速度测量。此类光学方法需要所涉及流动相的折射率匹配（RIM），以防止因界面处的光折射和反射引起的光学畸变。既有的RIM方法通常提供单一自由度，这足以仅匹配流动相的折射率（RI）。由此，材料属性（Oh数）被固定，相关的无量纲数（Ca、Re）只能借助流体动力学或几何方式进行改变。为避免微通道的昂贵几何缩放，我们提出一种使用两种二元混合物（双二元混合物）的方法来引入额外的自由度。该方法允许在明确的速度下考察液-液两相流，同时能够改变材料组合（Oh数）。因此Ca和Re可分别独立选择，且RIM提供无扰动的光学通路。我们给出了4种不同的可用二元混合物，例如用于Taylor液滴。相关材料参数已成功与测量数据关联，得到一组确定质量分数和速度以分别调控Re和Ca的方程组。所提出的双二元混合物RIM方法的可行性已利用μPIV原始图像成功确立。
引用
@article{arxiv.1905.02819,
title = {Refractive index matching (RIM) using double-binary liquid-liquid mixtures},
author = {Thorben Helmers and Philip Kemper and Ulrich Mießner and Jorg Thöming},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.02819},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 12 figures