

Schlieren方法。 这可能是观察对流实时的唯一方法。 通常,此方法使您可以看到透明介质中密度的任何变化。 例如,蜡烛燃烧时会加热空气,从而降低其密度,这有可能注意到所获得的不均匀性。
用数学记数法
气体的ρ密度
气压p
温度
R通用气体常数

schlieren方法如何安排? 其实很简单。 让我们从最简单的选项开始。
投影方式
拿一个手电筒,最好是发光面积小的手电筒,然后将其引导到一张纸上,该纸将起到屏幕的作用。 我们将异质性置于手电筒的光通量中。

此方法称为投影。

为什么对流不可见,但可以在屏幕上观察到?
事实是,介质密度的变化并因此折射率的变化是微不足道的,并且人眼无法注意到这一点。
但是,当我们照在一张纸上时,穿过不均匀性的光线会折射并增强屏幕上的某些区域。 但是,由于光线发生了偏转,因此在原本应该到达的地方出现了亮度降低的区域。

投影法的主要问题,,投影方法增加了图像的照度。 因此,例如来自烙铁的对流不再可见。
Schlieren方法
在另一种方法中,我们需要一把福柯刀,这是一个薄的不透明屏幕,在我的情况下是一把尺子。 但是我们仍然需要以某种方式聚焦手电筒的光线。 首先想到的是镜片,但镜片具有球差。 这是当光线不聚焦于某个点而是聚焦于某个段时。

怎么办 怎么样 您可以从相机上取下镜头,而不是通常的镜头。
或者,例如,您可以在化妆品商店购买球形(凹面)镜子。 它是先验的,没有球差。
拿起镜子,将手电筒的光线反射到屏幕上。 如果将福柯刀放到焦距上,那么它将与图像的一部分重叠。 将刀放在焦点后面,刀将遮挡图像的另一部分。 如果我们将福柯刀具放在重点位置,将会发生什么? 然后它将使整个图像变暗。

现在,当我们将异质性放入光束中时,一些光线会在其中折射,绕过刀并击中屏幕。
该方法没有照明,因为只有那些穿过不均匀性的光线才能进入屏幕。


您可能会注意到...
您会注意到,光线仍然没有聚焦到一个点,这是由于光源具有自己的尺寸,因此其图像必须具有某些尺寸。
要减小此图像的尺寸,您需要将光源放置在离镜子尽可能远的位置,或者减小其尺寸。

我用过这种LED。
更多...接下来,我用更大的镜子替换了这面镜子,这就是我得到的。

来自火柴的对流。
来自烙铁的对流。
在这张照片中,您可以观察到热气流是如何从吹风机中高速喷出的。实际上,在风洞中使用schlieren方法,这使我们可以观察所研究模型周围的流动情况。
