探析电动力学天平测量微米液滴粒径的研究

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1、四川大学硕士学位论文电动力学天平测量微米液滴粒径的研究姓名：张苓申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：朱家骅20030516四川大学硕士学位论文电动力学天平测量微米液滴粒径的研究化学工程专业研究生张苓指导教师朱家骅在微化工过程中，微米量级的颗粒和液滴表面传递现象的研究具有重要的基础意义。在过程进行的条件下对微粒定位观察和测量获得的运动学和传质实验数据表明，结合使用电动力学天平和光散射技术可以实现气一雾两相射流中的微粒传质动力学现象的在线跟踪。在本文利用改进的八极双环电极电动力学天平悬浮十二烷醇微液滴的传质实验中，作者使用He—Ne激光光源产生垂直偏

2、振的激光束。而且根据具有512象素的菹线形光电接收器所记录的光散射数据，作者通过相函数曲线拟合测量雾粒直径的变化，基于此计算雾粒质量的变化，最终结果可精确到1×10’‘mg。基于Lorenz—Mie理论，作者通过比较相函数的理论和实验曲线实现雾粒直径的快速精确测量。在数据处理中，作者借助计算机高级编程语言LabVIEW进行相函数的曲线拟合，提高其自动化程度。作者利用Lorenz．Mie理论分析相函数的波峰特征对于雾粒直径变化的敏感性。雾粒直径越大，相函数越反映高次7【。和T。函数的性质，即它的波峰越密集。相函数的曲线拟合取决于两条曲线的波峰特征，包括波

3、峰的数量，位置，形状和相对大小。本文证明，在一定条件下，相函数的波峰数量与雾粒直径之间存在直线关系。利用楣函数的频谱分析求其自功率谱，可以反映它的频率结构。相函数的自功率谱一般具有两个峰值频率，其相应的频率分量决定相函数的波峰特征。主振峰值频率与雾粒直径之间也存在直线关系。刚川I大学硕士学位论义在相函数的初步曲线拟合中，作者借助相函数的理论曲线生成标准曲线，反映相函数波峰数量与雾粒直径之间的直线关系。在利用寻找极值的直接法和频谱分析的间接法计算相函数的波峰数量时，雾粒直径估计的相对误差分别为<20％和<2％。所以，相函数的频谱分析有助于提高雾粒直径估计

4、的精确度。在相函数的具体曲线拟合中，作者在最小二乘法分析理论的基础上，利用针对性选点代替等距选点，使数据点的选择更能反映相函数的波峰特征对其曲线拟合的影响。雾粒直径的最终确定可以精确到0．01nm，而目．两条曲线的波峰特征非常吻合。关键词：电动力学天平；光散射；微粒测量；相函数：曲线拟合；自功率谱婴业查兰堡兰三堂垡堡兰TheResearchontheMeasurementofMicrometer-SizeDropletDiameterUsingElectrodynamicBalanceMajorChemicalEngineeringGraduateSt

5、udentZHANG，LingFacultyAdvisorZHU，JiahuaIntheprocessofmicrochemicalengineering，theresearchonthetransferphenomenaonthesurfaceconcerningmicrometer—sizeparticleanddropletisofimportantbasicsignificance．Thekinematicandmasstransferexperimentaldataobtainedbymicroparticlelocalizedobserva

6、tionandmeasurementintheconditionofprocessindicatethatthecombineduseofelectrodynamicbalanceandlightscatteringtechniquecanrealizetheon．1inefollowofmicroparticlemasstransferkineticphenomenainthegas-droplettwo—phaseflow．Inthemasstransferexperimentofthisthesis，usingtheimprovedoctopol

7、edouble-ringelectrodynamicbalancetosuspendthedodecanolmicrodroplet，theauthorusesaHe．NelasersourcetoproduceperpendicularIypolarizedlaserbeam．Andaccordingtothelightscatteringdatarecordedbya512elementlinearphotodiodearray，theauthormeasuresthechangeofdropletdiameterbythecurvefitting

8、ofphasefunctionandcalculatesthechangeofdropletw