[求助]PIV示踪粒子的问题

npumacy

经常在本论坛上谈及PIV算法的问题，可很少谈及示踪粒子的问题。其实示踪粒子的选择和投放是个很麻烦的问题。希望各位PIV实验高手谈谈你们的经验，比如粒子发生器，粒子的选择，如何使用等，大家交流交流，也供我们菜鸟参考参考，谢谢了。

另外我想知道，香的烟可否做气场的示踪粒子，其跟随性和散光性如何，有谁知道？烟雾的粒径是多少？有谁知道，请赐教。谢谢

kuailiang

你是做PIV的吗?
一般做气场的示踪粒子都用甘油吧？
至于是否可以用香的烟可以你可以用来测一下流场，比如圆柱绕流

piv

关于示踪粒子的跟随性，在PIV的发展初期已经从理论上和实验上研究的比较全面了，这方面的文章也不少，你要查的话都是比较早的文章了。
其实实际的常规PIV实验中，目前重要的不是跟随性问题（超音速就要考虑了），而是粒子的布撒和方案选择，根据我们的经验，风洞或空气中的实验通常使用轻油热升华，或者用高速气流冲击产生的油滴颗粒，粒径都小于1微米，使用香的烟我们测量过旋风分离器的流场，没问题的；水中用得最多的就是空心玻璃珠了；另外MICRO PIV用的是荧光粒子；两项流还有人用麸皮或三氧化二铝的。有一点很重要，实验粒子的选择跟你要研究的内容是相对应的。

foxes

空心的玻璃株的直径都有多大的呢?那里有买的呢?/

piv

多种粒子可以参考：
http://www.piv.com.cn/weizhuxiang.htm

yxjbuaa

再发一遍，下面主要给出现在国际上常用的几种用于气体中的示踪粒子材料，大家自己试吧，因为影响因素较复杂，如发烟机，发烟方式，发烟参数设置等等都有很明显的影响。
PS：要想知道什么粒子最优，看一看大公司的粒子发生器都用什么粒子就好了。
常用材料：
PSL (Polystyrene Latex), 聚苯乙烯乳液
Density: 1.05 g/ml, Refraction index: 1.59 (20°C)
Deficiency：burned and interfered with instrumentation
Glycerin, 甘油（丙三醇）
Density: (20°C/4°C) 1.2613, Refraction index: (20°C/D) 1.47
DOP (Dioctyl Phthalate), 邻苯二甲酸二辛酯
Density: 0.983-0.985 g/ml (20°C), Refraction index: 1.486-1.487 (20°C)
Deficiency：teratogen (致畸剂,畸胎剂)
Propylene Glycol, 丙二醇
Density: 1.0597 g/ml (20°C), Refraction index: 1.4398 (20°C)
Deficiency：有毒，多喝水
Silicon Oil, 硅油 （种类很多）
Density: 接近1 , Refraction index: 1.4～1.5 (苯甲基硅油的折光率较高，>1.47, 20°C)
Deficiency：
Di(2-ethylhexyl)sebacate, 癸二酸(2-乙基已基)酯/(癸二酸二异辛酯) (DEHS)
Density: 0.913～0.919 (water ~ 1) , 不溶于水，Refraction index: 1.449～1.452
Deficiency：
Olive Oil, 橄榄油
Density:  , Refraction index:  
Deficiency：polydisperse (分散性大)
其它植物油

zyzyeast

我这有些PIV粒子的参数，看看有用没。

npumacy

非常感谢各位老师，师兄给我的帮助。谢谢！
我们单位使用PIV来测量叶轮机械内流场的测量，前段时间曾经试过采用高速气流冲击产生的甘油油滴颗粒，但是使用时发现最大的问题是，油滴容易凝结到测量窗上，在测量窗上形成较大的油珠，模糊了玻璃测量窗，严重影响了CCD的拍照。因此需要频繁的停止叶轮机械，用布擦干测量窗。这可能是液态粒子用在内流的最大缺点吧？由此，我们采用固态粒子的想法，我们想直接通过贫氧下燃烧蚊香的来产生烟当粒子，初步发现比用甘油好多了。但是效果感觉起来不是非常理想，但也能凑合。
我想问问，你们试过蚊香的烟当过粒子吗？谈谈你们的经验。
另外，粒子的布撒你们有什么经验，如何设计？
谢谢！

yxjbuaa

用蚊香是一种方法，但是粒子的大小不易控制，因此可能得到的结果信噪比不够高。而且，对于高速大流量的叶轮机械，蚊香可能不能够解决问题。
对于固体粉末做示踪粒子我没有经验，因为我们的压气机实验台上不敢使用，这对试验台的污染和环境的污染较大。现在我们仍然使用液体颗粒，生成方法通常有蒸发冷凝和Laskin Nozzle（也就是你提到的方法）两种。视窗污染的问题的确是一个很麻烦的问题，这一直以来都没有好的解决方法，国外有人专门设计了视窗清理系统，也就是在实验过程中通过向视窗内表面喷入清洁剂情清洁视窗，但是要求对试验台做改造，我们现在仍然使用停机擦拭的方法，但是擦窗户也有很多技巧，你可以利用自己设计的擦玻璃器快速完成，并不浪费多少时间。另外还有一种方法，我准备实验，就是使用光触媒，这种东西涂抹于视窗表面可以在光的催化作用下分解视窗表面的污渍，你可以试一试，如果有好的结果麻烦告知。

zyzyeast

你测量窗面积有多大？

yxjbuaa

200*150 mm

zyzyeast

不好意思，把水用粒子传上来了……
要不尝试一下我见过有80*20mm大小的擦玻璃器

yxjbuaa

zyzyeast在哪可以买到这么小的擦玻璃器？
我用的很大，还是自己改小的，但是还是有一些大。

zyzyeast

我是在哈工大做实验时候看见他们桌子上摆着一个，当时也没注意什么牌的，好像叫悬浮式擦玻璃器，是说能悬浮在鱼缸里，不用每次都捞出来……

npumacy

大家说，测量叶轮机械内部流场，可不可以把叶轮机械比如压气机放在和PIV系统全部放在封闭的房间里，只把电脑放在外面房间，然后在封闭的房间里点燃蚊香烟，使满屋子都是浓度合适均匀的蚊香粒子，然后再开动叶轮机械进行实验，这样，就相当于把开口的叶轮机械形成封闭系统，减少粒子的投放量，同时减少大气污染了。就像在水槽里做实验一样。不知道这样做可行不可行？对流场测量有什么弊端？有谁做过吗？