Zastosowanie techniki Schlieren w analizie propagacji dwutlenku węgla w powietrzu

• Autorzy: Błaszczuk A.

Warianty tytułu

EN

pplication of Schlieren technique for the carbon dioxide propagation analysis in the air

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy wybranego zagadnienia aplikacyjnego gradientowej techniki optycznej do analizy propagacji dwutlenku węgla w powietrzu. Rejestracja rozwoju smugi gazowej została przeprowadzona za pomocą zmodyfikowanego układu Schlieren. Wprowadzone modyfikacje do optycznego układu pomiarowego pozwoliły rozszerzyć zakres pomiarowy nośnika informacji wraz z obniżeniem wrażliwości układu pomiarowego na rozjustowanie. Jako nośnik informacji wykorzystano skolimowaną wiązkę lasera He-Ne o mocy 25 mW. Rejestracja rozkładu gęstości optycznej nośnika informacji była prowadzona przy użyciu matrycy CCD sprzężonej z kartą do akwizycji obrazu. Porcjowanie dwutlenku węgla do przestrzeni pomiarowej odbywało się za pomocą dozownika. Warunki do modelowania rozprzestrzeniania się smugi dwutlenku węgla uzyskano poprzez wykorzystanie układu wentylatorów osiowych. Zaproponowane przez autora nowe rozwiązanie układu pomiarowego okazało się skutecznym narzędziem w analizie procesów zachodzących podczas rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń.

EN

The article addresses a selected application issue of a gradient optical technique for the analysis of gaseous pollutants propagation. Recording of gaseous streak development was carried out using the modified Schlieren system. The modifications introduced to the optical measuring systems allowed extending the measuring range of the information carrier while simultaneously reducing the system sensitivity to misalignment. A collimated 25 mW He-Ne laser beam was used as the information carrier. The recording of the optical density distribution of information carrier was carried out using a CCD matrix with an image acquisition card. Carbon dioxide was introduced into test section by means of a batcher. Conditions for carbon dioxide propagation modeling were obtained using an axial-flow fans system. The new solutions for measuring arrangements proposed by the author proved an effective toll in analyzing the processes of propagation of gaseous pollutant.

Słowa kluczowe

PL

zanieczyszczenia gazowe; ochrona powietrza

EN

gas pollution; air protection

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Hutniczego w Polsce, Zarząd Główny
• Czasopismo: Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 40, nr 4
• Strony: 116--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Błaszczuk A.

• Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska Politechniki Częstochowskiej 42-200 Częstochowa, ul. Dąbrowskiego 73

Bibliografia

• [1] Błaszczuk A.: Optyczne techniki pomiarowe w analizie propaxacji zanieczyszczeń gazowych, Ochrona powietrza i problemy odpadów, 38, 83-91,2004
• [2] Pasquill F.: The Estimation of the Dispersion of Windborne Material, Meteorol. Mag., 90,1063,33-49,1961
• [3] Settles G.S.: Schlieren and Shadowxraph techniques, Visualizing Phenomena in Transparent Media, Springer Verlag, Berlin 2001
• [4] Fomin N.A.: Speckle photography for fluid mechanics measurements, Springer Verlag, Berlin 1998
• [5] Mewes D.: Visualization of concentration fields for micro- and macromixing phenomena by tomographical dual-wavelength photometry, [in:] Computerized Tomography, Workshop on the Fundamental of Image Reconstruction from Projection; IIT Kanpur, India, December 12-13,2001
• [6] Greenberg P.S., Klimek R.B., Buchele D.R.: Quantitative rainbow schlieren deflectometry, App. Opt., 34, 3810-3822, 1995
• [7] Philpott D.R.: A variable sensitivity and orientation color Schlieren system, Exp. FIuids, 29, 42-44, 2000
• [8] Merzkirch W.: Color Schlieren Optics - A Review of Techniques and Applications, Flow Visualization II ed. G.S. Settles, Hemisphere, Washington D.C., 749-759,1982
• [9] Naylor D., Duarate N.: Direct temperature gradient measurement using interferometry, Experimental Heat Transfer, 12,279-294, 1999
• [10] Toepler A: Beobachtungen nach einer neuen optischen Methode - Ein Beitrag zur Experimentalphysik, M. Cohen & Son, Bonn 1864 (in German)
• [11] Foucault L.: Memoire sur la construction des telescopes en verre argente, Annales de l'Observatoire Imperial de Paris, 5, 197-237, 1859 (in French)
• [12] Schardin H.: Die Schlierenverfahren und ihre Anwendungen, NASA TTF-12731,1970
• [13] Holder D.W., North RJ.: Schlieren methods, NPL notes on applied science no. 31, Her Majesty' s Stationery Office, London 1963
• [14] Vasiliev L.A.: Schlieren methods, A. Baruch (ed.), Israel Program for Scientific Translations, New York 1971
• [15] Uberoi M.S., Kovasznay L.S.G.: Analysis of turbulent density fluctuation by the shadow method, Journal of Applied Physics, 26, 19-24, 1955
• [16] Al-Ammar K., Agrawal A.K, Gollahalli S.R., DeVon Griffin: Application of rainbow schlieren deflectometry for concentration measurements in an axisymmetric helium jet, Experiments in FIuids, 25, 89-95, 1998
• [17] Al-Ammar K., Agrawal A.K., Gollahalli S.R.: Application of rainbow schlieren deflectometryto measure temperature and oxygen concentration in a laminar gas-jet diffusion flame, Experiments in Fluids, 32, 689691,2002
• [18] Okhotsimskii A., Hozawa M.: Schlieren visualization of natural convection in binary gas-liquid systems, Chemical Engineering Science, 53, 14,2547-2573,1998
• [19] Albers B.W., Agrawal A.K.: Schlieren Analysis of an Oscillating GasJet Diffusion Flame, Combustion and Flame, 119, 84-94, 1999
• [20] Agrawal A.K., Butuk N.K., Gollahalli S.R., DeVon Griffin: Threedimensional rainbow schlieren tomography of a temperature field in gas flows, Applied Optics, 37, 3, 479-485, 1998
• [21] Tanda G., Devia F.: Application of a schlieren technique to heat transfer measurements in free-convection, Experiments in Fluid, 24, 285-290, 1998
• [22] Buchele D.R., Griffin W. DeVon: Compact color schlieren optical system, Applied Optics, 32, 22, 4218-4222, 1993
• [23] Błaszczuk A., Mirek P., Nowak W.: The measurement of natural convection by means of modified Schlieren technique, The 4th International Conference on Transport Phenomena in Multiphase Systems, Heat 2005, 193-200,2005
• [24] Pisarek J., Błaszczuk A.: Grid techniques in the analysis of gaseous pollutant propagation, SPIE Proceedings, 5229, 309-312, 2003
• [25] Błaszczuk A: Laserometryczne metody badania konwekcyjnej wymiany ciepła i masy w ogrzewnictwie i wentylacji, rozprawa doktorska, Częstochowa 2003