紋影法實驗裝置

1. 霧化的作用

霧化器械霧化治療機：對於過敏皮膚的治療，在皮膚科、治療支氣管炎時會用到。需要做霧化的情況支氣管炎可以用霧化吸入治療，具體用的葯物需要醫生根據病情確定。

2. 史紹熙的人物貢獻

推導出粒子在氣缸內渦流中的運動軌跡方程，提出了周邊混合氣流形成的原理。
發明柴油機的熱混合理論。
建立了周期性脈動式流動的能用速度分布方程，並求得了其頻率影響的無因次式，從而解決了層流流量計多年來未解決的理論問題和設計問題。
研究開發成功我國第一台轉速為3000轉/分以上的高速柴油機和第一台兩級自由活塞式發動機壓氣機。
創建高校內燃機專業
內燃機是國民經濟與國防各部門廣泛應用的動力機械，50年代初，我國不僅內燃機工業基礎十分薄弱，而且高等院校尚未設立內燃機專業。作為這一領域的專家，史紹熙回國後當即積極推動與籌劃，並於翌年（1952年）建立了天津大學內燃機專業，成為我國這一專業學科的首創者之一。他親任內燃機教研室主任並講授熱工學、氣體動力學、燃燒學、內燃機設計、高速柴油機原理與設計、自由活塞發動機等課程。同時，他又組織翻譯了我國高等學校通用的第一套蘇聯內燃機教材及其教學計劃和教學大綱，建立了內燃機實驗室，並注意培養青年教師，為我國內燃機高等教育奠定了基礎。
1956年他被選任為我國首批研究生導師，開始招收研究生。這也是由我國專家自行培養內燃機高級人才之始。 他一貫主張教學與科研相結合，把不斷提高教師自身素質與學術水平和更好地為國家建設培育人才緊密聯系在一起，使高等學校成為教學與科研兩個中心，達到既出人才又出成果的雙重目的。
1958年任主管內燃機與熱能的第二機械繫主任後，又在取得天津市的支持下創建了天津內燃機研究室；
1960年又擴建為教育部與天津市共同領導的天津內燃機研究所並由他親任所長，承擔了不少國家重要科研項目和新產品開發任務。他全面組織領導了105系列與85系列柴油機和多種小型汽油機的設計、研究與發展工作，並在小型高速柴油機研製上取得了新突破，研究成功我國第一台標定轉速達3000轉/分（實驗室內高達4000轉/分）的新機型，可滿足軍用發電、快艇輔機和汽車動力的需要，為我國內燃機產品發展作出了重要貢獻。
1960年他還主持設計研製成功了第一台自由活塞發動機－壓氣機聯合裝置，並編寫了《自由活塞式發動機》一書，填補了我國的一項空白。
1976年隨著我國歷史性的轉折，年已六旬的史紹熙在教學與科研工作上也進入了新階段。
1979年擔任天津大學副校長兼熱物理工程系主任，並創立了工程熱物理專業，接著又籌建了熱能研究所，兼任所長，廣泛地進行了能源利用與開發研究。
1981年被評選為我國首批博士研究生導師。
1984年又被聘任為美國世界開放大學研究生指導教授。
1987年他主持建成了第一個內燃機燃燒學國家重點實驗室，並親任主任和學術委員會主任，同時建立了我國唯一的內燃機學科博士後科研流動站。他全面負責領導著這兩個重要部門的工作。到目前為止，他已培養出博士10人、碩士40人，並已承擔博士後科研指導工作。
1981～1986年他出任天津大學校長。在他的任期內，天津大學得到了長足的發展，先後成立了研究生院、管理學院、石油化工學院、材料科學與工程系、物理系、化學系、力學系、人文與社會科學系、外語系等，使之由多科性工科大學擴大為以工科為主，理、工、文、管各科相結合的綜合性大學。 他非常重視國際學術交流，並在國內外學術界擔任著許多重要職務。在他任校長以後，與國外高校進行了更加廣泛的聯系與合作，先後同美、英、加拿大、法、德、日、波蘭、挪威、紐西蘭等國22所大學建立了校際合作關系。他不僅常應邀到國外講學和參加國際學術活動，而且於1984、1985年在國內組織了兩次國際會議。
1989年他又組織召開了世界性的第18屆國際內燃機會議（CIMAC）並擔任大會主席。他作為中國內燃機學會理事長，與德國內燃機協會簽定了兩國合作協議，他還以中國大學內燃機學科組主席的名義與英國大學內燃機學科組簽定了學術交流協議，為我國內燃機學術界走向世界，進入先進行列做出了重要貢獻。
發明復合式燃燒系統
50年代末至60年代初期，我國工業和經濟正面臨著一個極其困難的時期。當時，國內生產的柴油機，性能均已明顯落後，有的產品在生產和配件供應上也遇到了困難。國民經濟的發展，迫切需要依靠自己的力量設計新一代的產品。其中，最關鍵的問題則是尋求適合我國當時國情的燃燒系統。為此，史紹熙提出了一種全新的燃燒方式，並定名為復合式燃燒過程，經過近四年的試驗研究，獲得了成功並於1963年通過了鑒定。 復合式燃燒過程的發明，不僅是他在柴油機燃燒理論方面的一項新突破，而且在應用上也作出了貢獻，在國內外產生了重大影響。 關於柴油機的燃油－空氣混合與燃燒方式，歷來都遵循著傳統的「空間式」或「容積式」理論，亦即在設計燃燒系統時，應將燃料噴成油霧，均勻地分布在燃燒室空間，避免油束觸壁。
1955年，西德MAN公司Meurer一反傳統觀念，提出了「油膜式」或「壁面式」燃燒過程（M過程），亦即將95%左右的燃料噴塗於燃燒室壁面上形成油膜，由少量的油霧在空間與空氣混合著火，油膜隨之蒸發燃燒。這一過程在該公司的一些產品上得到應用，並取得了輕聲無煙的良好效果。但是，經過我國的研究與實踐，發現了它的某些局限性，其中突出的兩個問題是當時噴油嘴的生產不易解決，發動機冷起動較困難。史紹熙面對我國中小型高速柴油機發展中的困境，於1959年提出了既適合中國國情而又兼具上述兩種燃燒方式長處的新型燃燒系統一復合式燃燒過程。他巧妙地把空間燃燒與油膜燃燒相結合，利用氣缸內空氣渦流隨發動機工況變化的規律，改變燃油在空間與壁面上分布配比，使之在發動機起動或低速運轉時，由於渦流速度低，空間燃料增多而具有「空間式」特點，從而克服了M過程起動困難的缺點；當發動機高速運轉時，由於渦流速度高，壁面燃料多，又具有「油膜式」的特點，其結果不僅改善了柴油機的燃燒過程，降低了燃油消耗率，而且還可燃用多種燃料，特別是避免了採用小型多孔式噴油嘴，而採用我國大量生產的具有自清作用的軸針式噴油嘴，適應了當時我國的製造與使用條件。這不僅是我國第一個具有獨創性的燃燒過程，而且也早於國外後來出現的類似過程（如德國的D過程和H過程）。日本京都大學著名教授長尾不二夫在「壓燃式發動機的燃燒」論文中評價這一新的燃燒過程時指出：「天津大學史紹熙教授發明用普通燃燒與壁面燃燒相結合的新方法，取得了良好效果。」 復合式燃燒系統及其理論已編入高等學校教材《內燃機原理》，並於1973年作為國際技術交流資料提供匈牙利。該燃燒系統已廣泛用於我國X105系列柴油機上，曾有30多家工廠生產，年產量高達70多萬千瓦。此項成果榮獲1982年國家發明二等獎。
內燃機缸內流動及燃油噴霧研究
史紹熙身負教學、行政許多領導職務和社會兼職，但卻始終作為學術帶頭人，堅持在科研工作的第一線。他一貫倡導在學習、吸收他人的先進思想與技術的基礎上、結合我國實情與發展需要，走自已的創新道路，並在科研實踐中身體力行。因此，他不僅把傳統的「空間式」和「油膜式」兩類不同性質的燃燒方式取長補短，巧妙結合，創造出復合式燃燒系統，而且在以後的工作，不斷開拓進取，並在流體力學、燃燒學、缸內流動、燃油霧化等試驗研究方面不斷取得新的進展與成果。 他在燃燒室內空氣運動與粒子運動的研究中，提出了粒子在旋轉氣流中的運動轉跡新方程。實驗證明，這一方程較之過去人們一直沿用的畢興格（Pishinger）方程精確得多。他通過理論和實驗研究，發展了熱混合理論，並提出了柴油機周邊混合氣形成原理。 他在直噴式柴油機壓縮過程湍流場變化規律的研究中，對壓縮過程的能量轉化進行了全面分析，並發現了在上止點附近燃燒室不同部位湍流強度的變化規律。這一新規律的發現，對了解混合氣的形成與燃燒具有重要意義。 他在發動機充氣過程的研究中又提出了在進氣終結時缸內渦流比的計算公式，實驗證明，較之國際上通用的昌卡圖（Ricardo）公式更為精確。 長期以來，內燃機科技工作者始終把燃燒節能作為主攻的方向，其核心在於如何實現燃油與空氣最有效的混合與燃燒。為此，他在致力於揭示缸內氣體流動規律的同時，還開展了燃料噴霧特性的研究。他用高速紋影法、激光全息攝影法、激光陰影法、激光衍射法和氣體噴射模擬法，研究了柴油機的噴霧特性，並取得了一些重要成果。例如，油束的碰壁反濺對混合與燃燒有重要影響，適當的碰壁反濺作用可以提高混合速率，加快燃燒速度，但過多的燃料碰壁卻會產生相反的效果。在高噴射壓力下，燃油的射流將引起「卷吸」作用，使油束周圍產生旋渦運動。這一現象稱為環渦運動（Toroidal movement），而噴油壓力愈高，環渦強度愈大。這是一個新發現。經實驗證明，當噴油壓力達130兆帕時，噴霧的SMD值比在常規噴油壓力下的粒度小得多，一般在5～10微米之間。此外，還發現沿噴霧軸線方向向前和沿噴霧半徑向外的SMD均有增大的趨勢，在油束端部和外圍仍有大量燃料尚未蒸發。這與過去一些學者認為燃油由噴孔射出後立即蒸發成蒸汽的論點也是不同的。這些新發現對柴油機的混合氣形成與燃燒過程的研究具有十分重要的意義。
研究發動機測試新技術
當今世界對內燃機的性能和排放要求日益嚴苛，這就更加需要深入研究解決它的一系列理論與實踐問題。然而，內燃機缸內油氣混合與燃燒卻是一種極其復雜的瞬變過程，要探明並掌握它的內在規律，其測試技術就成了具有決定作用的手段。史紹熙多年來一直十分重視這一領域的新技術開發與應用，並也取得了不少成果。 早在1949年他就研究成功了測量內燃機空氣消耗量用的片式粘性流量計，1957年他又發表了「關於內燃機空氣消耗量的測定法」論文，文中全面分析了脈動流的速度變化和壓力變化對測量誤差的影響，並提出了消除或減小測量誤差的方法。這也是該領域內在我國最早發表的論文，從而引起了有關專家們的注意並推動了這方面研究工作的發展。此外，他還首次把粒子示蹤法應用於缸內流動測量，並引起國際上的重視。 內燃機缸內壓力測量誤差及其解決方法，一直是國際內燃機界重視而又未獲滿意解決的問題。為此，史紹熙開展了這一課題的研究，並於1987年在英國機械工程學會組織的國際會議上發表了「內燃機氣缸內壓力測量的數值模擬及數字信號處理的研究」論文。首次成功地把數字信號處理和數字濾波技術應用於內燃機缸內壓力測量，並由此提出了一種測量缸內壓力的新方法。在此方法中，保留了一個短的測壓通道，以避免熱沖擊效應，而通道效應則用數字濾波法濾除。與此同時，還發展了三種數字濾波法，用於對示功圖的處理，以代替目前常用的「光順法」，取得了良好的效果。此外，還提出了內燃機示功圖測量誤差的熱力學修正法。 在激光測霧和測速技術方面，史紹熙也進行了許多工作。例如，1987年他成功地研究出應用激光衍射原理的柴油機噴霧場自動分析測量系統。該系統具有陣列光電探測器並行變換和多路同步觸發並行取樣及數字延時控制等特點，適用於柴油機等的瞬時斷續變化的噴霧場實時自動分析測量，可以對次噴射過程中的不同時刻的噴霧進行測試。這一成果經專家們鑒定，達到了國際先進水平。1988年他研究成功了光電調制反饋激光多普勒測速儀，突破了傳統LDA的構成模式，用變頻光學頻移技術和光電混合反饋技術，將光路和電路連接閉環負反饋跟蹤環路，提高了信噪比，降低了成本。這項研究成果獲得了國家專利。
用甲醇在內燃機上進行燃的研究
隨著世界性的石油危機的出現，內燃機正面臨著燃料資源短缺和燃用石油產品造成的大氣環境污染日益嚴重問題。為此，許多國家都在積極開展非石油製品作為內燃機燃料的研究，其中甲醇則是一種來源豐富的潛在燃料。如果用以作為內燃機的代用燃料，不僅大量節省柴油和汽油，又可減少排放污染。有鑒於此，史紹熙於1980年在我國首先進行了柴油機燃用甲醇的研究，並在第15、16兩屆國際內燃機燃燒學術會議上先後發表了「甲醇作為柴油機代用燃料的研究」和「雙燃法燃用甲醇的研究」論文。在第8屆國際醇類燃料會議上發表了「在柴油機上用雙燃料法燃用甲醇的燃料控制系統的研究」論文。1988年在492Q型汽油機上進行了燃用純甲醇（M100）的研究並取得成功，熱效率較原機提高33%～48%，燃油消耗率達到了國際先進水平。1989年又完成了「柴油機用熱表面點火法燃用純甲醇（M100）的研究」，熱效率比原柴油機提高4%，功率也增加了9．6%。這些成果為我國今後大量節約石油，拓寬內燃機燃料資源開辟了新途徑。
編纂專著和大型工具書
史紹熙在忙於教學與科研工作的同時，還致力於專著、論著和大型工具書的編纂工作。他在國內外刊物上已發表了70多篇論文。
1983年創辦了《內燃機學報》，這是我國內燃機行業唯一的高級學術刊物。它國內外稿件兼收，中英文稿並載，所登的論文為國外多家信息系統所收錄，在國內外產生了重大影響。此外，他還主編了《燃燒科學與技術》雜志，並兼任《工程熱物理學報》副主編和《中國科學》與《科學通報》的編委。
1984年中國農業機械出版社出版了他所主編的380多萬字的《柴油機設計手冊》。這是我國第一部全面總結柴油機設計經驗，兼收國外最新技術成果的大型工具書，具有較高的實用價值和學術價值。
1988年開始，他又主編了300多萬字的《內燃機設計手冊》，機械工業出版社已作為重點科技圖書，於1992年正式出版。此外，他還擔任了《中國大網路全書》機械卷動力機械部分主編。 他還參加了我國各個時期的科技發展規劃工作，其中包括國家科委制定的《1960年國家科學技術長遠發展計劃》、《1978～1985年全國科學技術發展規劃綱要》、1986～2000年基礎研究長遠發展規劃的制定等，為我國的科學技術發展作出了貢獻。

3. 鈦合金材料會不會干擾電磁波

鈦合金以其密度小、比強度和比剛度高、耐腐蝕性好等優點,廣泛應用於航空工業、宇航工業、造船工業等方面。相比於其他普通焊接技術,激光焊接具有能量密度高、焊縫成形好,操作簡單、生產效率高等優點。 鈦合金材料具有較高化學活性,在高溫條件下容易與空氣中的氧、氫、氮發生反應,降低焊縫的機械性能,焊縫高溫區保護是鈦合金激光焊接要解決的關鍵問題。現有鈦合金激光焊接裝置結構復雜,保護裝置必須接近待焊試樣表面,在應用於中有其局限性。另外,根據激光焊接特點,激光焊接過程中產生飛濺與煙氣容易污染聚焦透鏡,為保護聚焦透鏡,必須採用橫向氣簾噴嘴將飛濺與煙氣吹除,現有橫向氣簾多為直管或窄縫形式,這種結構噴嘴吹出氣流速度低,不能有效吹除飛濺物,同時由於氣流噴出後形成負壓區,引起焊接區周圍空氣的擾動,將空氣捲入焊接保護氣中,影響焊接效果。 本文首先採用高速攝像等實驗方法對激光焊接過程中產生飛濺顆粒質量和運動速度進行了研究,計算吹除飛濺顆粒需要最小氣流速度接近音速,利用拉伐爾結構原理,設計超音速橫向氣簾,其噴射腔為非軸對稱拉伐爾結構。紋影實驗表明氣簾吹出氣體為平直層流,氣流影響范圍小。激光焊接實驗證明,設計超音速橫向氣簾可有效吹除飛濺粒子,實現對激光器聚焦透鏡的保護。 根據焊接傳熱學並結合高速攝像觀察激光焊接鈦合金過程,對鈦合金激光焊接高溫焊縫保護范圍進行估算,確定鈦合金保護噴嘴結構尺寸。設計鈦合金激光焊接保護噴嘴由主保護噴嘴與附加保護噴嘴構成,主保護噴嘴吹出氣體控制激光焊接過程中產生等離子體和保護焊接熔池,附加保護噴嘴吹出氣體保護焊縫高溫區域。通過紋影儀研究噴嘴不同氣體流量時氣體流態,主保護噴嘴與附加保護噴嘴保護氣體均為層流,相互之間不會發生干擾,其層流長度可達25mm。 應用所設計鈦合金焊接頭進行激光焊接實驗,實驗結果表明,使用Slab CO2激光器,激光功率為3500W,焊接速度從2m/min到6m/min變化時,噴嘴距焊接試樣10mm以下時,調整保護氣體流量均可獲得保護良好焊縫。

4. 紊流的實驗研究

主要內容是觀察紊流現象和測定各種紊流參數。觀察現象通常所用的手段有紋影法、干涉法、染色法、氫泡法等。激光干涉法及全息攝影技術也得到了廣泛的使用。至於數據處理方面，可用實時頻譜儀，x－y坐標儀等，在量測的同時給出有關紊流的頻譜、相關函數、概率密度等數據。

5. 霧化有什麼作用

霧化的作用有：

①（游戲）製造一塊指定的區域籠罩在一股煙霧彌漫之中的效果，這樣可以保證遠景的真實性，而且也減小了3D圖形的渲染工作量。

②（機械霧化儀）可以使液體變成霧滴易於進入小的氣道而發揮作用。

③對霧化場中出口迴流區空氣迴流、燃油蒸氣的濃度及其分布、液膜和液滴的變形、分裂、聚合、碰撞等進行研究分析。

(5)紋影法實驗裝置擴展閱讀：

霧化特性的實驗研究：

噴霧的測量主要分為噴霧宏觀特性的測量和噴霧微觀特性的測量。噴嘴噴霧特性宏觀參數主要包括霧化錐角、射流貫穿長度、液膜破碎的距離、液滴在噴霧場的分布;微觀特性參數包括液滴尺寸、在流場中的位置、液滴在流場中的速度、溫度、粒徑分布。

除此之外，還對霧化場中出口迴流區空氣迴流、燃油蒸氣的濃度及其分布、液膜和液滴的變形、分裂、聚合、碰撞等進行研究分析。

早期對噴嘴噴霧場的測量主要有陰影法、紋影法以及沉降法、凍結法和接觸法，隨著對霧化機理的了解的進一步深入，這些方法已經不能滿足研究需要了。

為了對噴嘴噴霧做更加全面和深入的研究，需要利用先進的測量方法和技術，20世紀70年代以光學技術為代表的新測量技術發展迅速，對噴嘴霧化過程的測量影響深遠，能夠對噴嘴噴霧過程進行動態測試，極大地促進了噴嘴霧化特性和霧化機理的研究。

參考資料：

霧化_網路

6. 毛細對流

熱毛細對流溫度場全息干涉檢測研究
當氣液界面上存在溫度梯度時, 氣液界面上的表面張力分布將會不均勻, 從而引起界面周圍的液體發生表面張力驅動流, 也即熱毛細對流. 如化工或工業材料生產中, 熱壁或冷壁上的空氣泡或蒸汽泡與周圍流體的相互作用, 就是一種典型的、以表面張力為主要驅動力的對流現象. 熱毛細對流研究對地面上的工業加工有著極其重要的意義.在太空微重力狀態下, 由溫度梯度或密度梯度引起的自然對流將不存在, 而熱毛細對流將成為微重力狀態下的液體的主要對流形式. 因此, 研究熱毛細對流現象對微重力流體物理研究及空間材料的加工等也有十分重要的意義.近年來, 對熱毛細對流現象的研究已經成為國際上微重力科學研究中一項非常重要的熱門課題. 研究熱毛細對流現象的一個重要內容就是研究其熱傳導規律, 而這種研究的前提是能准確地測量出流場的溫度分布.欲測量流場的全場溫度分布, 光學測溫技術是最合適的方法. 光學測溫技術包括紋影法、陰影法、散斑照相法以及全息干涉技術和電子散斑干涉技術等干涉法.全息干涉技術具有非接觸、全場顯示、條紋質量好、靈敏度高等優點, 在流體溫度測量和流場顯示中得到廣泛的應用. 該技術對防震有特殊要求, 信息的採集和處理又費時、費事, 難以實現自動化檢測, 在太空使用有困難. 但在地面的模擬實驗研究中, 全息干涉技術有其獨特的優點. 本文應用全息干涉技術測量了熱毛細對流的溫度場.Ξ收稿日期: 1999209222;修訂日期: 2000204217基金項目:國家自然科學基金資助項目&; 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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圖1 二維熱毛細對流模擬裝置圖2 模擬裝置 模擬裝置如圖 1 所示, 由盒體、加熱器和熱電偶三部分構成. 盒體的前後面為 2mm厚的石英玻璃塊, 兩側面為有機玻璃塊, 上下蓋由兩塊兼作加熱器的銅塊構成, 盒體空腔大小為 60mm ×3mm ×38mm. 銅塊中插有電烙鐵芯子, 其兩端接到可調壓電源上,通過調節所加電壓大小, 可以控制上下表面的溫度. 從一塊有機玻璃的側面插入了 5 個銅—康銅熱電偶, 可准確測量盒體內同一側五個點的溫度值.在上銅塊中間位置開有 0. 2mm 寬的毛細縫, 通過軟管與一注射器相連, 用注射器在流體上液面注入適當大小的柱狀氣泡. 當從上面加熱, 可在氣—液界面周圍的液體中形成熱毛細對流.3 基本原理 根據雙曝光全息干涉條紋圖提供的條紋級數N(x,y) , 可按下式[1 ]求出流體的折射率分布:∫[n(x,y,z) -n0]dz=N(x,y) Κ(1)式中, Κ是激光波長,n0和n(x,y,z) 分別是受擾動前、後的流體折射率. (o2x,y,z) 是建立在被測流體中的坐標系,z軸沿光軸方向.對於二維溫度分布, 流體的折射率可用下式計算:n(x,y) -n0=N(x,y) ΚL(2)式中,L為物體沿光線傳播方向的厚度.求得折射率變化 ∃n以後, 可以利用相應的物理關系求出溫度分布; 也可以直接利用標定實驗得到 ∃n～ ∃T關系曲線, 進而求出溫度場.4 折射率- 溫度關系標定4. 1 標定光路及原理標定實驗採用邁克耳遜干涉光路, 如圖 2 所示. 一束激光束經半反半透鏡分成兩束, 透射光束經過兩次反射到觀測屏作參考光; 反射光束兩次通過試驗盒後到達觀測屏, 在觀察屏上與參考光相干涉形成干涉條紋圖. 當光束通過處的流體溫度發生變化時, 干涉條紋就會移動.折射率改變數 ∃n與條紋移動量 ∃N的關系可用下式描述:2∫d0∃ndz= ∃NΚ(3)式中,d是試驗盒的厚度,z沿厚度方向, Κ是激光波長.351第2期 張 曦等:熱毛細對流溫度場全息干涉檢測研究 &; 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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圖2 邁克耳遜干涉光路為了簡便, 也為了提高標定精度, 本文通過標定實驗直接給出 ∃N～ ∃T關系曲線.4. 2 標定步驟1) 將模擬裝置盒放到光路中, 調整盒體的位置, 使激光點剛好擦著熱電偶的頭部透過;2) 從上液面加熱, 隨著液體溫度的增加, 觀察屏上的條紋慢慢地由高階向低階移動;3) 在觀察屏上做標志點, 每當一條黑條紋中心移到標志處時, 記錄下電位差計的讀數;4) 在要求的溫度范圍內, 記錄下條紋級數變化 ∃N與溫度變化 ∃T的數據, 重復三次.4. 3 標定及結果實驗中標定了水和硅油兩種液體, 水的標定溫度范圍為從 25℃到 39℃, 硅油的標定溫度范圍為從 23℃到 53℃. 對於每種液體, 將所得到的三組 ∃N～ ∃T數據進行平均, 並採用多項式進行擬合, 得到 ∃N與 ∃T的近似函數關系式. 硅油的 ∃N～ ∃T擬合多項式中的高次項幾乎為零, 近似為線性關系. 水的 ∃N～ ∃T擬合多項式近似為二次多項式. 擬合結果如下:∃N= - (0. 5426∃T+ 0. 0087∃T2) (水)(4)∃N= - 3. 796∃T (硅油)(5)5 實驗及結果 從室溫加熱到開始發生熱毛細對流所需的溫度增量較大, 加上光學干涉技術測溫靈敏度又很高, 從而造成雙曝光得到的條紋過於稠密, 條紋圖難以精確分析. 此外, 我們更關心在氣泡周圍由熱毛細對流引起的溫度增量分布規律. 但由於高溫背景條紋的存在, 掩蓋了熱毛細對流溫度增量分布的直觀顯示. 為此, 本文提出了一種背景溫度條紋的分離技術, 即利用兩次雙曝光全息攝影法, 將背景溫度分布和熱毛細對流溫度增量分布引起的全息干涉條紋分別記錄在兩塊全息圖中.5. 1 實驗步驟1) 將圖 1 所示的擬裝置放於全息干涉光路中; 裝上干版 1, 進行第一次曝光.2) 利用上端加熱器從上液面給流體加熱; 當溫度達到平衡狀態, 記錄下各個熱電偶的讀數, 並對干版 1 進行第二次曝光; 取下干版 1, 進行顯、定影處理.3) 裝上干版 2, 在此穩定溫度狀態下, 對干版 2 進行第一次曝光.4) 從上蓋毛細孔引入一個氣泡, 熱毛細對流開始發生; 為了增加一定量的載波條紋, 從上加熱器適量加一點熱; 待熱電偶讀數不再變動時, 記錄下各個熱電偶的讀數, 並對干版 2 進行第二次曝光.5) 取下干版 2, 進行顯、定影處理.5. 2 實驗結果模擬裝置的內腔厚度為 3mm , 可近似認為溫度沿厚度方向不變. 因此, 全息干涉條紋就是溫度分布等值線.451 實 驗 力 學 (2000年)第15卷 &; 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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由條紋圖最下面的條紋的形貌可知, 該條紋為零階條紋. 確定了零階條紋後, 其它條紋的階數可由連續性一一定出. 為了校核條紋定級是否准確, 同時根據熱電偶所測數據進行了對比分析, 發現兩者定級結果完全一致.圖 3 是在引入氣泡前獲得的背景溫度干涉條紋圖, 也即背景溫度分布等值線. 零級條紋是16℃等溫線,N級條紋為(16+ 0. 52N) ℃等溫線.圖 4 是熱毛細對流全息干涉條紋圖, 也即熱毛細溫度增量 ∃T分布等值線. 根據 ∃N～ ∃T標定曲線, 只要定出條紋級數就可以求出 ∃T. 圖中, 零級條紋為 ∃T= 0 的等值線,N′級條紋為 ∃T= 0. 52N′℃的等值線. 由圖 3 求出各點溫度T0後, 再由圖 4 求出相應點的溫度增量∃T, 相迭加即可由T=T0+ ∃T求出熱毛細對流溫度分布.圖3 背景全息條紋圖 圖4 熱毛細對流全息條紋圖6 討論和結論 當熱毛細對流穩定後, 在氣泡附近形成對流區域. 該區域與周圍的流場有一明顯的界面,見圖 4. 條紋在界面處發生躍遷, 形成尖峰. 然後又逐漸平坦下來. 說明對流向上卷回時, 將氣泡下方低溫區域內的流體向上帶動, 從而引起界面附近較大的溫度變化.調節對流場所加的溫度梯度的值, 重復幾次實驗, 可以發現: 邊界與產生熱毛細對流的溫度梯度 ∃T∃y有直接的關系, ∃T∃y越大, 邊界所包含的范圍越大, 即對流區域越大.本文工作表明: 1) 全息干涉技術能夠用來定量測量熱毛細對流溫度場, 為熱毛細對流傳熱研究提供了一個很好的診斷手段; 2) 本文提出的從背景溫度分布中分離出熱毛細對流引起的溫度增量分布的技術完全可行. 該技術能直觀地給出熱毛細對流區域及溫度增量分布狀態.參 考 文 獻[1] CharlesM. V est. Holographic Interferom etry[M ]. N ew York: John W iley & Sons, 1979.[2] Ito A. Choudhury,etc. A technique for m easuring an unsteady temperature distribution in a liquid using holographicinterferom etry [C ]. T ransactions of JSM E, Series B1990, 56: 194- 199.[3] 何世平,汪柳生,伍小平.應用ESP I和實時全息測量軸對稱溫度場[J ].中國激光, 1991, 18(10): 732- 738.551第2期 張 曦等:熱毛細對流溫度場全息干涉檢測研究 &; 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
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Detection of Thermocapillary Convection Temperature Fieldby Using Holographic InterferometryZHAN G Xi, ZHAN G J ia2feng, HE Shi2p ing(U niversity of Science and Techno logy of China, Hefei 230027)Abstract: Hele2Shaw box is used to sim ulate the p lanar thermocap illary convection onground. The temperature distribution of thermocap illary convection field is m easured byholographic interferom etry. In order to get the temperature increm ent distribution of ther2mocap illary convection field, a m ethod for separating backgroud temperature striae and thetemperature increm ent distribution striae of thermocap illary convection is introced.Key words: holographic interferom etry; thermocap illary convection; temperature field651 實 驗 力 學 (2000年)第15卷 &; 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

7. 紋影儀和陰影儀的區別。

1. 在工程熱物理和流體力學領域中,應用光學顯示技術研究氣流的速度場、濃度場、溫度場是很重要的,其中使用最普遍的是紋影儀。陰影儀是利用光在被測流場中的折射率梯度正比於流場的氣流密度的基本原理進行測量的，廣泛用於觀測氣流的邊界層、燃燒、激波、氣體內的冷熱對流以及風洞或水洞流場。

2. 基本原理及改進設計思想:
   紋影法是用刀口切割光源象。由光源發出的一束平行光線,在通過氣流密度不均勻的測試段時,光線發生偏轉,位於焦點處的刀口切割光源象的程度與流場的折射。

8. 什麼是襯影法 影繪法

紋影法，又稱紋影技術，包括黑、白紋影法，彩色紋影法和干涉紋影法，是用紋影儀系統進行流場顯示和測量的最常用的光學方法。紋影法首先由Toepler於1884年提出，並應用在光學玻璃折射率的檢測中。
1952年
，Holde和Norht在紋影儀系統上使用白光的分光棱鏡
，實現了彩色紋影成象，擴大了紋影技術的應用范圍；1962年，Bland和pelick用紋影法研究了水的壓力和溫度效應後指出，紋影法實用於水洞
的流場顯示；1974年
，Merzkirch對可壓縮流場中的紋影技術進行了分類，把涉及到在紋影儀系統上進行的干涉紋影法的研究
，包括光柵干涉、棱鏡干涉以及Moire條紋干涉等
，均歸類於紋影技術
,並得到國內同行的認可。

9. 俞鴻儒的成就及榮譽

激波管、激波風洞是高超聲速空氣動力學研究的一個重要的實驗手段。在我國，最早是俞鴻儒在他的導師、著名科學家郭永懷和林同驥兩位老學部委員的指導下，開展激波管、激波風洞研製的。1958年，他和小組的同志們一起研製成我國第一台激波管。1962年，研製成JF4直通型激波風洞。緊接著，1964年又研製成JF4A反射型激波風洞。四年之後，性能參數達到國際水平的JF8激波風洞在中國的土地上誕生了。這一重要的研究成果，凝結了俞鴻儒和他的同事們多年來的滴滴汗水。激波風洞為我國航天事業的發展和國防技術的現代化作出了重要貢獻。
高性能、大尺寸、高超聲速風洞是研製航天器必不可少的實驗設備，但這種風洞建設費用十分昂貴，運轉所需能源亦很巨大。郭永懷回國後，分析了我國國情，認為應該走自己的路，發展相對投資省又節能的激波風洞。但與常規高速風洞相比，通常高速風洞在幾秒或幾分鍾取得的數據，對激波風洞則必須要求能在千分之幾秒的瞬間獲得定常試驗氣流並將數據採集和記錄下來，這是難度極大的一項工作。俞鴻儒堅定地接過了這一艱巨任務，並卓有成效地使之變成了現實。
作為學術帶頭人，俞鴻儒堅持學術民主，主張創新。他不但自己奮不顧身地投入工作，並積極支持年輕的同志創造性地開展工作。他堅持實事求是，不是自己做的工作，堅決反對簽上自己的名字。他思路開闊，知識面廣。他認為實驗研究工作的核心是構造巧妙的方案，在我們這樣的工業不發達的國家尤其重要，盲目仿效先進國家的辦法往往是行不通或事倍功半的。實驗工作者要親自動手，俞鴻儒從圖紙的設計、設備的安裝、調試以至各種數據的測量，都能熟練地掌握。他雖不是學電的，也沒有搞過光學，但他不懂就學，堅信沒有學不會的東西。為了開展光學測量，在搞清原理的基礎上，自己動手於1962年研製成一台實用的閃光紋影系統，解決了急需。
在「文化大革命」中，俞鴻儒也受到了沖擊。但他對所從事的對國家有重要價值的研究工作卻入了迷。緊張的工作，幫助他減輕了客觀環境對他的精神干擾，在十分困難的情況下，一直沒有停止他的科研活動，許多工作正是在這一時期做成的。
粉碎「四人幫」後，俞鴻儒和他的同事們一起，以更大的熱情迎接科學的春天。他再次表示要「下決心把自己的一切貢獻給人民」。在他和他的同事們的共同努力下，繼續取得了多項重要成果。在1978年召開的全國科學大會上，「激波風洞應用研究」榮獲全國科學大會獎，並同時獲得中國科學院重大成果獎。
近年來國際上興起的高超聲速研究熱潮，最重要的技術基礎是如何提高實驗氣流的焓值。俞鴻儒提出的反向爆轟驅動新方法和原理性實驗的成功，為提高氣流焓值開辟了一條新的途徑。德國Aachen激波實驗室主任格呂尼希（H.Gronig）教授在給中國科學院力學所所長的信中說：「俞所獲得的值得注意的進展說明了這種驅動技術的潛力，這是一種可以替代目前國際上有興趣的Stalker管驅動方法的開創性技術。」日本東北大學激波研究中心高山和喜（Takayman）教授在1989年日本激波現象學術會議文集的序言中寫道：「這種爆轟驅動對於發展高超聲速試驗設備具有重要意義。」
俞鴻儒始終堅持一個重要的學術思想，即「不要一味地模仿外國人，要探索著走自己的路」。為了研究爆炸波對生物、建築物和機械的影響，需要性能優良的爆炸波模擬器。美國在60年代建造了一座長750 m的巨型錐形激波管，造價高昂，但正壓作用時間仍有限。歐洲發展的多驅動激波管模擬器，結構復雜，產生的爆炸波形不完善。俞鴻儒提出的利用普通激波管產生爆炸波的構思，已在為第三軍醫大學所作的生物沖擊傷試驗裝置中實現。專家鑒定意見認為：「工作原理新穎和模擬爆炸波很成功。實驗室中模擬爆炸波難度很大。」「本管對常規激波管在結構上作了大膽而巧妙的改動，就在管中不同部位都可做到兩點：首先，壓力波從峰值就開始衰減；其次，衰減到出現有足夠長時間的負壓。爆炸波的這兩個特點，國外至今難以做到。」這項研究成果獲得1989年中國科學院科技進步二等獎，1990年中國人民解放軍總後勤部科技進步一等獎，1992年國家科技進步一等獎。
壓力感測器動態校準是正確使用的基礎，激波管能提供標準的諧躍波，因而是一種理想的校準裝置。但現有校準激波管諧躍幅值均在10MPa左右，個別達60MPa，但基本特性不明。他根據激波管流動特性和多年實驗經驗，提出利用氫氣驅動並提高激波馬赫數的方案，與西安204所合作建成高壓校準激波管。諧躍幅值高達105MPa，高出驅動壓力半倍，諧躍波形完善。這一目前壓力最高的校準激波管研究成果獲1993年兵總科技進步一等獎，1996年國家科技進步二等獎。
石油油井氣和化工生產中的廢氣如能降至低溫，則一些成分將液化而便於回收。此類問題通常是利用渦輪膨脹機來解決。但渦輪機造價高、不耐浸蝕、壽命短。俞鴻儒協助大連工學院利用激波管理論對熱分離器進行流動分析，在提高效率與縮小尺寸方面取得進展。目前該研究室已被國家科委定為新技術推廣中心，在油井氣和化工廠廢氣回收方面獲得顯著的經濟效益。
多年來，俞鴻儒先行一步，他把開展激波管研究積累的經驗，無保留地介紹給全國許多研究所和高等院校，從60年代開始，接待了大量進修人員和專業人員參觀與咨詢，代培了一大批科技人員，有力地推動了激波管事業在我國的發展。1988年和原西德Aachen工業大學激波實驗室主任H.Gronig教授簽訂了「激波動力學」合作研究協議，1993年又簽訂了關於「爆轟驅動」合作研究協議。協議的實施將促進國際交流和年輕科技人員的成長。 在以俞鴻儒為首的科技人員的共同努力下建立起來的激波風洞實驗室，適應了70年代初我國人造衛星、戰略導彈研製的需要，為我國航天事業的發展立下了汗馬功勞。自1972 年起，該實驗室為各重要型號航天器的研製提供了大量設計數據。俞鴻儒等還為解決研製中出現的疑難問題提供了依據和解決辦法。「再入飛行器氣動力與氣動熱力學研究」獲得1986年中國科學院科技進步一等獎，「激波風洞用於再入飛行器氣動力學與氣動物理研究」獲得1987年國家科技進步三等獎。
我國長征二號捆綁式大推力運載火箭的研製成功，也同樣有俞鴻儒和他的同事們的一份貢獻。在他的帶領下，他們參與了長征二號捆綁式大推力運載火箭（CZ-2E）級間分離氣動問題的研究。1991年，在西昌衛星發射中心試發射的通訊衛星出現了故障，1992年初，航空航天部要求及時分析故障原因，以確保3月上旬澳星的發射成功。能否在兩個月之內解決好這一問題，事關重大，而問題的本身又有相當難度。國內有關單位提出，要解決好這樣一個問題，至少得花半年左右時間，所需經費亦相當多。在為難之際，航天部有關部門找到了力學研究所。航天部部長先後兩次來到力學所，他相信俞鴻儒，希望力學所的同志來解決這個問題。俞鴻儒深感責任重大，經過反復研究，提出巧妙的技術方案，在前後不到40天的時間里，經過日日夜夜的辛勤努力，終於完成了任務。為其後澳星的發射成功作出了貢獻。
除上述列出的獲獎項目外，俞鴻儒等完成的研究工作中還獲得中國科學院和其他部委級科技進步獎或重大成果獎一等獎1項、二等獎2項、三等獎4項。 年過花甲的俞鴻儒不僅科研成果卓著，多年來，還培養了一批人。由他培養的年輕人，現在有的已成為氣動研究領域的骨幹力量。
他對年輕人，不僅在業務上嚴格要求，而且在思想上、生活上關心照顧。在業務上，俞鴻儒事必躬親、指導有方、管理嚴格。他的研究生從頭到尾都是由他自己帶。他善於指導學生自己去闖，必要時在節骨眼上指點一下，往往收到一點就通的效果。有位學生這樣說：「在遇到難題時，只要俞老師一畫龍點睛，我們一下子就豁然開朗」。學生寫出的論文，俞鴻儒從概念到文字，總是一字一句地看，從不馬虎。學生的論文都要經過三稿五稿修改，才能定稿。他常對學生這樣說：「發表論文對別人負責，更多的是對自己負責」。尤其對實驗工作的論文，要求數據整理要有嚴肅性，要有科學的忠誠態度，並常以錢學森、郭永懷等老一輩科學家的治學態度來教導青年人。
他也非常關心青年人思想的成長。在我國改革開放的條件下，在青年學者中先後出現了「出國熱」、「經商熱」，他的學生也難免受到一定的影響。對此，他不迴避，也不反對學生「出國」、「經商」，但他常提醒他們：「要樹立正確的人生觀，不要被眼前利益和金錢利益迷住了自己的眼睛。一個人如果總是把錢放在第一位，那他就違背了自己當初讀書求知的宗旨；一個人如果是為了出國而出國，那是盲目的。如果你現在在國內好好工作，積累一些工作經驗，有了一個好的基礎後再出國學習，可以取得更大的學術成就，可以為民族為國家作出更大的貢獻。」「你們不要老與公司的人比收入，時間長了是會迷失方向的。」俞鴻儒語重心長的諄諄教誨，使他的學生們在思想上受益匪淺。受他教導過的青年學者，很少有不安心國內和實驗室工作的。
同樣，在生活上，他亦十分關心青年人，體諒青年人生活方面的困難。每逢過年過節，他常想著發給學生一定的補貼。有一次元旦節，他把自己的稿費拿出來給學生作補貼。外出學術交流，也都是導師花錢，從不讓學生開支。還有一次，一個學生剛從中國科技大學研究生院來到研究所，當時正值暑假，想回一趟老家，可身邊已經沒有錢了，俞鴻儒知道後，忙從自己身上掏出50元錢出來，送給這個學生當回家的路費用。
正因為這樣，1990年9月，俞鴻儒曾被光榮地評為中國科學院優秀研究生導師。

10. 怎麼檢測二氧化碳錐形瓶製取的實驗氣密性

裝置應該是大理石和鹽酸的裝置，有長頸漏斗吧！瓶口塞上塞子，有2個口，一個出氣，另一個加鹽酸的！把出氣口堵上，往長頸漏斗里加水，看水向下流不流，如果流則氣密性不好，如果不流則氣密性好！