О возможности применения метода ILIDS для измерения диаметра левитирующих микрокапель воды в процессе их конденсационного роста

Об авторах:

Медведев Дмитрий Николаевич, младший научный сотрудник лаборатории микрогидродинамических технологий; аспирант, Тюменский государственный университет; light000@yandex.ru

Хашимов Илхом Шухратович, младший научный сотрудник лаборатории микрогидродинамических технологий; аспирант, Тюменский государственный университет; hoshimov1991@gmail.com

Федорец Александр Анатольевич, доктор технических наук, заведующий лабораторией микрогидродинамических технологий, Тюменский государственный университет; fedorets_alex@mail.ru

Аннотация:

Объект исследования — диссипативная структура в виде упорядоченного монослоя микрокапель воды, левитирующих над локально нагретым, испаряющимся слоем воды. Явление получило название «капельный кластер». В кластер капли попадают из газовой среды, в которой они зарождаются и проходят стадию первичного конденсационного роста. Пространственная локализация кластера открывает качественно новые возможности для изучения сложных физико-химических процессов в микрокаплях аэрозолей. Например, скорость конденсационного роста выделенной, отслеживаемой во времени микрокапли может измеряться средствами оптической микроскопии. В данной работе впервые изучена возможность измерения диаметра капель кластера методом ILIDS (The Interferometric Laser Imaging Droplet Sizer). Измерения по интерференционной картине не уступают по точности прямым измерениям размера капли по ее изображению, при этом они имеют ряд преимуществ для реализации эффективных алгоритмов анализа видеопотока в автоматическом режиме.

Список литературы:

1. Кислицын А. А. Аэродинамическая модель устойчивости капельного кластера / А. А. Кислицын, В. С. Пак, А. А. Федорец // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2009. № 6. С. 102-107.
2. Кислицын А. А. Об аэродинамической модели капельного кластера / А. А. Кислицын, А. А. Федорец // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2014. № 7. С. 127-136.
3. Кудрина М. А. Использование преобразования Хафа для обнаружения прямых линий и окружностей на изображении / М. А. Кудрина // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 4. С. 476-478.
4. Федорец А. А. Влияние инфракрасного облучения на подавление конденсационного роста капель воды в левитирующем капельном кластере / А. А. Федорец, Л. А. Домбровский, Д. Н. Медведев // Письма в ЖЭТФ. 2015. Т. 102. № 7. С. 507-510.
5. Федорец А. А. Капельный кластер / А. А. Федорец // Письма в ЖЭТФ. 2004. Т. 79. № 8. С. 457-459.
6. Федорец А. А. Механизм стабилизации положения капельного кластера над межфазной поверхностью жидкость-газ / А. А. Федорец // Письма в ЖТФ. 2012. Т. 38. № 21. С. 63-69.
7. Федорец А. А. О роли капиллярных волн в механизме коалесценции капельного кластера / А. А. Федорец, И. В. Марчук, О. А. Кабов // Письма в ЖЭТФ. 2014. Т. 99. № 5. С. 307-310.
8. Brunel M. Design of ILIDS Configurations for Droplet Characterization / M. Brunel, H. Shen // Particuology. 2013. Vol. 11. № 2. Pp. 148-157
9. Fedorets A. A. Self-Assembled Levitating Clusters of Water Droplets: Pattern-Formation and Stability / A. A. Fedorets, M. Frenkel, E. Shulzinger, L. A. Dombrovsky, E. Bormashenko, M. Nosonovsky // Scientific Reports. 2017. Vol. 7. Article no 1888. 6 p.
10. Fedorets A. A. Small Levitating Ordered Droplet Clusters: Stability, Symmetry, And Voronoi Entropy / A. A. Fedorets, M. Nosonovsky, M. Frenkel, E. Bormashenko // Journal of Physical Chemistry Letters. 2017. Vol. 8. № 22. С. 5599-5602.
11. Fedorets A. A. The Use of Infrared Self-Emission Measurements to Retrieve Surface Temperature of Levitating Water Droplets / A. A. Fedorets, L. A. Dombrovsky, A. M. Smirnov // Infrared Physics & Technology. 2015. Vol. 69. Pp. 238-243.
12. Sagna K. A Study of Droplet Evaporation / K. Sagna, A. D’Almeida // American Journal of Modern Physics. 2013. Vol. 2. Pp. 71-76.
13. Sahu S. Simultaneous Droplet and Vapour-Phase Measurements in an Evaporative Spray by Combined ILIDS and PLIF Techniques / S. Sahu, Ya. Hardalupas, A. M. K. P. Taylo // Exp. Fluids. 2014. Vol. 55. Pp. 1673.