【摘要】：氢气泡技术是在水槽或水洞中利用细小的气泡作为示踪粒子来显示和观察水中实验模型的绕流图像的一种实验技术。这种技术早在20世纪50年代就已经提出,经过多年的发展,现在氢气泡技术不但能够进行流动显示实验,而且能够应用于流场的定量测量。图8-1所示为采用氢气泡流动显示技术显示的水槽中平板近壁湍流边界层流场,图8 -2所示为该技术显示的卡门涡街。
氢气泡技术(hydrogen bubble technique)是在水槽或水洞中利用细小的气泡作为示踪粒子来显示和观察水中实验模型的绕流图像的一种实验技术。这种技术早在20世纪50年代就已经提出,经过多年的发展,现在氢气泡技术不但能够进行流动显示实验,而且能够应用于流场的定量测量。
产生氢气泡的简单方法是在水槽或水洞中放入合适的电极直接电解水,在阴极产生氢气泡,阳极产生氧气泡。由于氢气泡的尺寸比氧气泡小得多,所以人们往往利用很细的金属丝放在水中作为阴极,通电后在该细丝上形成的氢气泡随水流流动而成为显示流动的示踪粒子。通常用作阴极的材料有铂金丝、铜丝、不锈钢丝和钨丝等。实践证明,铂金丝产生的氢气泡密集均匀,跟随性好,性能稳定,因此通常选用铂金丝作为阴极。如果在金属丝上等间隔地涂上绝缘材料,通电以后可以形成一排排的气泡,由此可显示绕模型的流动。
若使金属丝垂直于流动方向放置并加上周期性脉冲电压,则沿金属丝形成一排排的气泡簇,每排气泡的间隔宽度与脉冲时间间隔、水流速度有关。图8-1所示为采用氢气泡流动显示技术显示的水槽中平板近壁湍流边界层流场,图8 -2所示为该技术显示的卡门涡街。
图8-1 水槽中平板近壁湍流边界层流场
图8-2 氢气泡流动显示的卡门涡街
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