[发明专利]一种液滴粒子蒸发过程的检测及其蒸发速率测量方法

摘要

本发明公开了一种液滴粒子蒸发过程的检测及其蒸发速率测量方法，采用两强度相等的片状光束相向照射球形液滴粒子，在90°散射角区域记录粒子散射光所形成的聚焦两点像或干涉条纹图，得到粒子直径d；由时间序列的聚焦两点像或干涉条纹图，得到粒径随时间变化关系曲线(d‑t)，实现液滴蒸发过程检测。由d2‑t曲线拟合得到液滴蒸发速率。将不同时间时的粒径平方相减，由粒径平方差和时间间隔，计算得到液滴平均蒸发速率；计算t时刻液滴的表面积和体积，由液滴表面积和体积的变化，计算得到单位表面积的蒸发速率。这种非接触测量具有原理简单、测量精度高、实用性强等特点，可用于喷雾雾化、喷雾燃烧场、以及化工过程等液滴粒子蒸发过程及蒸发率测量。

主权项

1.一种液滴粒子蒸发过程的检测及其蒸发速率的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤：1)两强度相等的片状光束相向照射粒子，在90°散射角区域，成像透镜收集粒子散射光，在聚焦像面上形成聚焦两点像或在离焦像面上形成离焦条纹图；2)记录时间序列的粒子聚焦两点像或干涉条纹图，提取聚焦两点像间距或条纹图的条纹数，对聚焦两点像或条纹图，计算得到相应时间时的粒子直径d；3)由不同时间的粒子直径d，得到粒径随时间变化关系曲线，即d‑t关系曲线，实现液滴蒸发过程的检测，并得到d2‑t关系曲线，对该曲线拟合得到粒子蒸发速率；4)将不同时间时的粒径平方和相减，得到两种状态下粒径差；由粒径差和时间间隔，计算得到平均蒸发速率获取t时刻该液滴的表面积S＝4π(d/2)²和体积V＝4π(d/2)³/3，也可由v＝ρΔV/S_mΔt计算得到平均蒸发速率，其中ΔV＝V₁‑V₂，S_m＝(S₁+S₂)/2，ρ为液滴密度，其中，Δm为粒子质量变化量，C为系数。