«Μελέτη και έλεγχος ψεκαστήρων ρευστών με τη μέθοδο απεικόνισης με φθορισμό» Βλαχογιάννης Μ., Ιακωβάκης Β., Τσιρίκογλου Θ., Τζιγκούρας Ι. Δρ Μηχανολόγος Μηχ. Δρ Μηχανολόγος Μηχ. Δρ Μηχανολόγος Μηχ. Ηλεκτρολόγος Μηχ. Επιστ. Συνεργάτης Επίκουρος Καθηγητής Καθηγητής Εργ. Συνεργάτης

ΤΕΙ Λάρισας, Εργαστήριο Μηχανικής Ρευστών και Ρευστοδυναμικών Μηχανών 41110 Λάρισα, τηλ: 2410 684552, e-mail: tsirikog@teilar.gr

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Το φαινόμενο της ροής μιας δέσμης υγρού μέσω ενός ψεκαστήρα έχει μελετηθεί διεξοδικά από πολλούς ερευνητές. Στην παρούσα εργασία που υλοποιείται στα πλαίσια του έργου ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ Ι, στόχος είναι η δημιουργία κατάλληλης υποδομής δοκιμών και πειραματικής διαδικασίας για την απεικόνιση και μέτρηση των μορφικών χαρακτηριστικών μιας δέσμης νερού, η συσχέτισή τους με τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του ψεκαστήρα και ο έλεγχος της σωστής λειτουργίας του.

Επιδιώκεται η απεικόνιση της ροής μιας δέσμης ρευστού στον υπολογιστή και η ηλεκτρονική επεξεργασία με στόχο την εξαγωγή ποσοτικών και ποιοτικών συμπερασμάτων σχετικά με τα χαρακτηριστικά της μορφής της δέσμης. Για το λόγο αυτό εφαρμόσθηκε η μέθοδος απεικόνισης με φθορισμό. Εισάγοντας στο ρευστό κατάλληλη ποσότητα χρωστικής ουσίας, το ρευστό φθορίζει και εκπέμπει ορατό φως σε συγκεκριμένο μήκος κύματος. Με τη μέθοδο απεικόνισης με φθορισμό επιτυγχάνεται η συλλογή εικόνων, οι οποίες δίδουν πληροφορίες σχετικά με την ένταση του φωτός που εκπέμπεται από το ρευστό. Η ένταση του φωτός σχετίζεται με τον όγκο του ρευστού στο συγκεκριμένο επίπεδο. Πρωταρχικός στόχος ήταν η εφαρμογή της μεθόδου απεικόνισης με φθορισμό σε ένα φαινόμενο στο οποίο οι ταχύτητες του ρευστού είναι υψηλές.

Με βάση τις πρώτες σειρές μετρήσεων, γίνεται σαφές ότι μπορούν να ελεγχθούν πλήρως τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά μιας δέσμης και να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα με αποτέλεσμα τη λειτουργικότερη εφαρμογή του εκάστοτε ψεκαστήρα. Παρατηρήθηκε εκνέφωμα των σταγονιδίων από τη κύρια δέσμη του ρευστού καθώς και δευτερεύουσες δέσμες ρευστού, οι οποίες – με βάση τα κατασκευαστικά στοιχεία του ψεκαστήρα – δε θα έπρεπε να υπάρχουν. Παρατηρήθηκαν φαινόμενα συγχώνευσης σταγονιδίων καθώς και τροχιές μεγάλων σωματιδίων εκτός του πεδίου της δέσμης.

2. Η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΤΑΞΗ

Η πειραματική διάταξη απεικονίζεται στο σχήμα 2.1 και αποτελείται από διάφορα τμήματα τα οποία θα περιγραφούν στη συνέχεια του παρόντος κεφαλαίου. Πρόκειται για μία μεταλλική κατασκευή διαστάσεων 3.00m Χ 2.00m Χ 1.50m, τα τοιχώματα της οποίας είναι κατασκευασμένα από γυαλί, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.1, ώστε να είναι δυνατή η πλήρης οπτική επαφή με τη δημιουργούμενη δέσμη υγρού. Η κίνηση του ρευστού πραγματοποιήθηκε με τη χρήση μιας μιας εμβολοφόρου αντλίας τύπου STAR, POWER SPRAYING, 3PS. Η συνδεσμολογία της αντλίας με το ρευστό έγινε με τη χρήση εύκαμπτων σωλήνων και μόνο το τελευταίο τμήμα της σωλήνωσης αποτελείται από χαλύβδινο σωλήνα 1/2" ώστε να είναι δυνατή η εξασφάλιση της καθετότητας μεταξύ του ακροφυσίου και του τοιχώματος. Επιπρόσθετα, η πειραματική διάταξη αποτελείται από μία ψηφιακή κάμερα τύπου Sony CCD Color Camera , η οποία είναι τοποθετημένη σε μία βάση αλουμινίου. Το επίπεδο της βάσης αλουμινίου είναι κάθετο προς το επίπεδο του τοιχώματος ώστε να εξασφαλίζεται η

ΡΟΗ 20065Η ΣΥΝΑΝΤΗΣΗ – ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΣΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΡΟΗΣ ΡΕΥΣΤΩΝ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ

ΠΑΤΡΑ 6 ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2006

καθετότητα του οπτικού πεδίου που λαμβάνει η κάμερα με τον άξονα του ακροφυσίου. Η κάμερα μπορεί να μετακινηθεί παράλληλα με τον άξονα του ακροφυσίου, με στόχο την συλλογή μετρήσεων σε καθορισμένες αποστάσεις από την άκρη του ακροφυσίου (έναρξη της ροής). Χρησιμοποιήθηκαν δύο πηγές υπεριώδους φωτός (2 λαμπτήρες τύπου TLD 40), οι οποίοι τοποθετήθηκαν εντός της διάταξης, πολύ κοντά και πάνω από το ακροφύσιο. Κατασκευάσθηκαν και τοποθετήθηκαν πάνω από το χαλύβδινο πλαίσιο δύο ράγες (L40X4), πάνω στις οποίες κινείται μία χαλύβδινη πλάκα διαστάσεων 40cm x 30cm. Πάνω στη χαλύβδινη πλάκα τοποθετήθηκε ένας χαλύβδινος σωλήνας ½ “, στον οποίο προσαρμόζεται τόσο το ακροφύσιο όσο και οι εύκαμπτοι σωλήνες του ρευστού. Η πλάκα κινείται πάνω στις ράγες με τη βοήθεια τεσσάρων ραούλων, ενώ η μετάδοση κίνησης πραγματοποιείται με τη βοήθεια ενός ατέρμονα κοχλία και των συνοδευτικών κουζινέτων (ή ρουλεμάν). Οι πηγές υπεριώδους φωτός είναι τοποθετημένες κάτω από τη πλάκα.

Με τη χρήση της παραπάνω συνδεσμολογίας είναι δυνατή η κίνηση του ακροφυσίου παράλληλα προς την κάμερα ώστε να αυξομειώνεται το οπτικό πεδίο. Επιπρόσθετα, ο παραπάνω μηχανισμός είναι χρήσιμος στις περιπτώσεις ακροφυσίων που προκαλούν εκνέφωση της δέσμης, για την αποφυγή της επικάθισης των σωματιδίων στα τοιχώματα. Στο σχήμα 2.2α,β απεικονίζεται μία περίπτωση εκνέφωσης, με την επικάθιση των σωματιδίων να αποτελεί σημαντικό πρόβλημα αφού κρύβει το οπτικό πεδίο και κυρίως τη δέσμη του νερού.

Επιπρόσθετα, στο σχήμα 2.2γ,δ φαίνεται η λειτουργία του πειράματος με την εφαρμογή της μεθόδου απεικόνισης με φθορισμό. Η προσθήκη χρωστικής ουσίας στο νερό αλλάζει το χρώμα του νερού (γίνεται πράσινο), ενώ με τη χρήση των πηγών υπεριώδους φωτός η δέσμη νερού αλλάζει χρώμα και γίνεται κίτρινη. Όλα τα παραπάνω είναι αντιληπτά δια γυμνού οφθαλμού. Όταν αρχίσει η καταγραφή των εικόνων και η εφαρμογή της μεθόδου απεικόνισης με φθορισμό το τελικό αποτέλεσμα, όπως θα φανεί και στη συνέχεια, είναι ασπρόμαυρες εικόνες με 256 αποχρώσεις του γκρι. Στο ίδιο σχήμα, απεικονίζονται δύο περιπτώσεις δέσμης νερού και το αντίστοιχο οπτικό αποτέλεσμα. Στην μία περίπτωση η δέσμη του νερού δεν είναι τόσο έντονη, ενώ δεν υφίσταται το φαινόμενο της εκνέφωσης ενώ στην άλλη περίπτωση η δέσμη του νερού είναι πιο έντονη και το φαινόμενο της εκνέφωσης κυριαρχεί σε μεγάλο εύρος του οπτικού μας πεδίου.

2.1 Η μέθοδος απεικόνισης με φθορισμό

Η μέτρηση της κατανομής των σωματιδίων κατά την έξοδό τους από ένα ακροφύσιο στο χώρο αλλά και η εξάρτησή του με τον χρόνο αποτελεί το κύριο στόχο για τη μελέτη της δυναμικής των φαινομένων της ροής σε ακροφύσιο. Συνεπώς, είναι αναγκαία η χρησιμοποίηση μιας τεχνικής η οποία να αποφέρει ποσοτικές μετρήσεις της στιγμιαίας κατανομής των σωματιδίων στο χώρο. Η μέθοδος απεικόνισης με φθορισμό (fluorescence imaging method), η οποία χρησιμοποιήθηκε σε παρεμφερή εφαρμογή από τους Liu et. all. (1993), είναι η πειραματική τεχνική μέτρησης του πάχους της δέσμης χωρο-χρονικά.

Η προσθήκη μικρής ποσότητας (100-300ppm) κατάλληλης χρωστικής ουσίας στο διάλυμα έχει ως αποτέλεσμα τον φθορισμό του διαλύματος κάτω από την επίδραση υπεριώδους φωτός. Η επιλεχθείσα χρωστική ουσία είναι η ουρανίνη (Sodium Salt of Fluorescein-C20H10O5Na2), η οποία εκπέμπει πράσινο-κίτρινο φως σε κεντρικό μήκος κύματος 525-580nm όταν απορροφά το υπεριώδες φως.

Σύμφωνα με τη μέθοδο απεικόνισης με φθορισμό, το πάχος του σταγονιδίου h(x,y,t) είναι γραμμικά ανάλογο με την ένταση του φωτός Ι(x,y,t) που εκπέμπεται από την φθορίζουσα δέσμη σταγονιδίων. Έτσι:

Ι(x,y,t) = α(x,y) h(x,y,t)+β(x,y) (2.1) Όπου: Ι(x,y,t) είναι η ένταση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας, h(x,y,t) είναι το στιγμιαίο

τοπικό πάχος του σταγονιδίου και α(x,y), β(x,y) είναι οι δύο συντελεστές της γραμμικής σχέσης.

Σχήμα 2.1: Πειραματική διάταξη της ροής δέσμης νερού από ακροφύσιο

Σχήμα 2.2 : Το σύστημα του ακροφυσίου και των πηγών υπεριώδους φωτός καθώς και η φθορίζουσα δέσμη

2.2 Πρωταρχικά δεδομένα Τα δεδομένα που συλλέγονται με την βοήθεια της μεθόδου απεικόνισης με φθορισμό

φαίνονται στο σχήμα 2.3. Πρόκειται για εικόνες με γκρι αποχρώσεις, από τις οποίες φαίνεται ξεκάθαρα η δέσμη του νερού. Για παράδειγμα στο σχήμα 2.3α τα σημεία που έχουν άσπρο χρώμα απεικονίζουν τη κύρια δέσμη νερού (τζετ) σε μία δεδομένη απόσταση από το ακροφύσιο. Ταυτόχρονα υπάρχουν διάφορες γκρι αποχρώσεις, οι οποίες απεικονίζουν το εκνέφωμα των σταγονιδίων από τη κύρια δέσμη του νερού καθώς και, όπως θα φανεί στη συνέχεια, μία δευτερεύουσα δέσμη, η οποία κάνει την εμφάνισή της στο δεξιό τμήμα της εικόνας. Η δευτερεύουσα δέσμη έχει μικρότερη ένταση, δηλαδή μικρότερη μάζα νερού. Πως

α β

γ δ

το καταλαβαίνουμε αυτό; Από τη στιγμή που στη δευτερεύουσα δέσμη δεν υπάρχει έντονο άσπρο χρώμα αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει η απαιτούμενη ποσότητα νερού, η οποία με τη σειρά της θα φθορίσει και θα εκπέμψει την ορατή ακτινοβολία που συλλέγει η ψηφιακή κάμερα. Δηλαδή, όσο πιο έντονο άσπρο χρώμα έχει η εικόνα τόσο περισσότερη μάζα νερού διαπερνά το επίπεδο που τέμνει την εικόνα.

Σχήμα 2.3: Πρωταρχικά δεδομένα για διαφορετικές περιπτώσεις ροής δέσμης νερού από ακροφύσιο.

Από το σχήμα 2.10 μπορούν να εξαχθούν κάποια χρήσιμα συμπεράσματα: 1. Αρχικά είναι εμφανές ότι η δέσμη νερού δε κινείται κάθετα ως προς το επίπεδο της εικόνας, που αυτό σημαίνει ότι η δέσμη δεν εξάγεται από το ακροφύσιο κάθετα προς την επιφάνεια του ακροφυσίου. Πρόκειται για κατασκευαστική ατέλεια του ακροφυσίου, εκτός αν η γεωμετρική βαθμονόμηση του συστήματος δεν ήταν σωστή. Η δεύτερη υπόθεση δεν είναι έγκυρη διότι πριν την έναρξη του πειράματος τοποθετήθηκε ένα κρεμάμενο νήμα, το οποίο φάνηκε να ισαπέχει από τα άκρα της εικόνας.

2. Παρατηρούμε τη δημιουργία μίας δευτερεύουσας δέσμης νερού, η οποία δημιουργείται από τη δεξιά μεριά της εικόνας. Επειδή οι εικόνες α έως στ αποτελούν πρωταρχικά δεδομένα του ιδίου πειράματος αλλά η καταγραφή του έγινε σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, είναι εμφανές ότι η δευτερεύουσα δέσμη δεν είναι σταθερή με το χρόνο. Η έντασή της και κατ’ επέκταση η μαζική παροχή του ρευστού δεν αποτελούν είδος μόνιμης ροής αλλά χρονικά μεταβαλλόμενης, με αποτέλεσμα το μέγεθος της δευτερεύουσας δέσμης να μεταβάλλεται με το χρόνο.

3. Κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, απαλείφεται η δημιουργία μίας δευτερεύουσας δέσμης (εικόνα ζ) και επιτυγχάνεται η εκνέφωση σταγονιδίων νερού. Με την ανάλυση που θα εξαχθεί από την επεξεργασία των δεδομένων θα φανεί ότι είναι εφικτό να υπολογίσουμε ποσοτικά το μέγεθος της εκνέφωσης ανάλογα με τη ποιότητα του ακροφυσίου. Δηλαδή, θα είναι εφικτή η εύρεση των γεωμετρικών χαρακτηριστικών της εκνέφωσης, π.χ. πόσο εκτείνεται στην κάθετη κατεύθυνση ως προς το επίπεδο του ακροφυσίου.

3. ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Ορίζουμε, αρχικά το σύστημα συντεταγμένων, όπως αυτό απεικονίζεται στο σχήμα 3.1.

Η άκρη του ακροφυσίου ταυτίζεται με την αρχή του συστήματος συντεταγμένων. Ο άξονας y είναι ο άξονας τη ροής με θετική κατεύθυνση αυτή της ροής. Ο άξονας x είναι κάθετος προς το αξονοσυμετρικό επίπεδο της δέσμης.

Τα πρώτα πειράματα που διεξήχθησαν αποτελούν ένα είδος ελέγχου της καλής λειτουργίας της πειραματικής διάταξης αλλά και της μεθόδου απεικόνισης με φθορισμό. Η πίεση λειτουργίας διατηρήθηκε σταθερή στα 40 bar, ενώ χρησιμοποιήθηκε ένα είδος

Κύρια δέσμη

γ β δ

η ζ στ ε

α

εμπορικού ακροφυσίου. Στο σχήμα 3.2 απεικονίζεται η ένταση του φθορισμού κατά μήκος μίας γραμμής στη κάθετη κατεύθυνση ως προς τη ροή σε απόσταση 10, 65 και 120mm από την άκρη του ακροφυσίου. Αν ερευνήσουμε ένα από τα διαγράμματα του σχήματος 3.2 θα διαπιστώσουμε ότι η ένταση φθορισμού αυξάνεται δραστικά καθώς πλησιάζουμε το ακροφύσιο, αποκτά τη μέγιστη τιμή (255) εντός της κυρίας δέσμης και μετά αρχίζει να μειώνεται καθώς απομακρυνόμαστε από τη κύρια δέσμη. Αν η ροή ήταν αξονοσυμμετρική θα περιμέναμε την ίδια συμπεριφορά και από τις δύο πλευρές της δέσμης. Στο συγκεκριμένο παράδειγμα η ροή δεν είναι αξονοσυμμετρική διότι, όπως φαίνεται στο σχήμα 3.2, δημιουργείται μία δευτερεύουσα δέσμη χαμηλότερης έντασης. Η δημιουργία της δευτερεύουσας δέσμης μπορεί να οφείλεται σε κατασκευαστικές ατέλειες του ακροφυσίου, πράγμα το οποίο μπορεί να διαπιστωθεί με την εφαρμογή της συγκεκριμένης τεχνικής. Μπορεί όμως να οφείλεται και στο φαινόμενο της συσσωμάτωσης μικρών σταγονιδίων. Κατά τη ροή της δέσμης νερού, λόγω της κλίσης της ταχύτητας δημιουργείται διαφορά συγκέντρωσης μεταξύ του νερού της δέσμης και του νερού στον περιβάλλοντα χώρο. Εξαιτίας της έντονης επίδρασης του φαινομένου της συναγωγής, μάζα νερού διαχέεται προς τον περιβάλλοντα χώρο με αποτέλεσμα να δημιουργούνται σταγονίδια μικρής διαμέτρου. Τα σταγονίδια λόγω της χαοτικής τους κίνησης συγκρούονται μεταξύ τους και δημιουργούν μεγαλύτερα σωματίδια. Λόγω της βαρύτητας αλλά και της ορμής της δέσμης (ισοζύγιο ορμής στη διεπιφάνεια) παρασύρονται από τη δέσμη με αποτέλεσμα να δημιουργούν μία δευτερεύουσα δέσμη, σαφώς ασθενέστερη από τη κύρια.

Σχήμα 3.1: Σύστημα συντεταγμένων Συνεπώς, ένα τυχαίο φαινόμενο που χρήζει επιπρόσθετης έρευνας παρατηρήθηκε

κατά τον έλεγχο καλής λειτουργίας. Στο σχήμα 3.2 φαίνεται ότι η ένταση της δευτερεύουσας δέσμης μειώνεται καθώς απομακρυνόμαστε από το ακροφύσιο. Και ενώ αρχικά ήταν απλωμένη κάπως ομοιόμορφα προς την εγκάρσια κατεύθυνση, στο μέσο του οπτικού πεδίου (y=65mm) αποκτά κορυφή, πράγμα που σημαίνει ότι έχει ολοκληρωθεί η συσσωμάτωση και αποσπάται από τη κύρια δέσμη. Στο σχήμα 3.3 απεικονίζεται η χωρική εξέλιξη της δέσμης την αμέσως επόμενη χρονική στιγμή. Παρατηρείται ένας σαφής διαχωρισμός της δευτερεύουσας δέσμης από την κύρια. Τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή έχει ολοκληρωθεί πλήρως ο σχηματισμός της δευτερεύουσας δέσμης. Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι η ένταση της δευτερεύουσας δέσμης φθίνει με την απόσταση από την άκρη του ακροφυσίου. Το φαινόμενο αυτό είναι ισοδύναμο με το φαινόμενο δημιουργίας της 2ης δέσμης καθώς μάζα

Ο z

x

y

ΜΠΕΚ

y1

y2

y3

ρευστού διαχέεται προς τον περιβάλλοντα χώρο (αέρας) με αποτέλεσμα την μείωση της έντασης τόσο της κύριας δέσμης όσο και της δευτερεύουσας. Αν ολοκληρώσουμε την υποθετική συνάρτηση που περιγράφει την εξάρτηση της έντασης της δέσμης ως προς την εγκάρσια κατεύθυνση και για τα τρία y και αφαιρέσουμε μεταξύ τους μπορούμε να βρούμε το ποσοστό του νερού το οποίο απομακρύνθηκε από τη κύρια δέσμη και μεταφέρθηκε στον περιβάλλοντα χώρο. Κάτι τέτοιο είναι πολύ σημαντικό για τον σωστό χαρακτηρισμό της λειτουργίας ενός ακροφυσίου.

t=0.1sec

10

60

110

160

210

260

0 200 400 600 800Pixel Number

Ligh

t Int

ensi

ty

y=10mmy=120mmy=65mm

t=0.2sec

10

60

110

160

210

260

0 200 400 600 800Pixel Number

Ligh

t Int

ensi

ty

y=10mmy=120mmy=65mm

t=0.3sec

10

60

110

160

210

260

0 200 400 600 800Pixel Number

Ligh

t Int

ensi

ty

y=10mmy=120mmy=65mm

Σχήμα 3.2: Η χωρική εξέλιξη της δέσμης τη χρονική στιγμή a) t=0.1sec, b) t=0.2sec, c) t=0.3sec. Στα σχήματα 3.3a, 3.3b και 3.3c απεικονίζεται η χωροχρονική εξέλιξη της ένταση

της δέσμης σε συγκεκριμένη απόσταση από την άκρη του ακροφυσίου. Είναι εμφανές ότι η ένταση της κύριας δέσμης παραμένει σταθερή με τον χρόνο, ενώ η ένταση της δευτερεύουσας δέσμης αυξομειώνεται με τον χρόνο. Αυτό σημαίνει ότι η εκνέφωση δεν αποτελεί ένα φαινόμενο μόνιμης ροής και ότι η συσσωμάτωση των σταγονιδίων είναι τυχαία ως προς τον χρόνο αλλά σταθερή ως προς τον χώρο (τα μέγιστα στην ένταση της 2ης δέσμης παρατηρούνται στο ίδιο σημείο). Μόνο σε μεγάλες αποστάσεις από το ακροφύσιο (y=125mm) παρατηρούμε μία μεταβαλλόμενη εξέλιξη της έντασης της κύριας δέσμης ως προς τον χρόνο. Κάτι τέτοιο είναι λογικό καθώς σε μεγάλες αποστάσεις η κύρια δέσμη διαχωρίζεται και εκνεφώνεται πλήρως.

b a

c

y=10mm

10

60

110

160

210

260

0 200 400 600 800Pixel Number

Ligh

t Int

ensi

tyt=0.1st=0.2st=0.3s

y=65mm

10

60

110

160

210

260

0 200 400 600 800Pixel Number

Ligh

t Int

ensi

ty

t=0.1sect=0.2sect=0.3sec

y=120mm

10

60

110

160

210

260

0 200 400 600 800

Pixel Number

Ligh

t Int

ensi

ty

t=0.1sec

t=0.2sec

t=0.3sec

Σχήμα 3.3: Η χωροχρονική εξέλιξη της δέσμης σε απόσταση a)10mm, b)65mm & c)120mm από το

άκρο του ακροφυσίου. Στο σχήμα 3.4 και αφού πρώτα ελέγχθηκε η ευθυγράμμιση του ακροφυσίου,

διαπιστώνεται η απόκλιση της δέσμης από το αξονοσυμμετρικό επίπεδο. Πρόκειται για μία κατασκευαστική ατέλεια του ακροφυσίου.

0

50

100

150

200

250

300

0 100 200 300 400 500 600 700 800Pixel Number

Ligh

t Int

ensi

ty

y=10mm

y=120mm

Σχήμα 3.4: Το φαινόμενο της απόκλισης από το αξονοσυμμετρικό επίπεδο ακροφυσίου

Συνεπώς, με την εφαρμογή της μεθόδου απεικόνισης με φθορισμό έχουμε τη

δυνατότητα, αρχικά, χαρακτηρισμού ενός ακροφυσίου ως προς: 1. Τη δημιουργία δευτερεύουσων δεσμών. 2. Το ποσοστό εκνέφωσης που επιτυγχάνεται 3. Το μέγεθος της δημιουργούμενης κυρίας δέσμης 4. Τη διαπίστωση κατασκευαστικών ατελειών (π.χ. απόκλιση από το

αξονοσυμμετρικό επίπεδο)

Στόχος των πειραμάτων που πρόκειται να πραγματοποιηθούν είναι η εκμετάλλευση των δυνατοτήτων της μεθόδου απεικόνισης με φθορισμό. Πρόκειται για χωροχρονικές μετρήσεις της έντασης της δημιουργούμενης δέσμης, από τις οποίες δύναται να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα, αρκεί να εφαρμοσθεί η κατάλληλη επεξεργασία σήματος στις λαμβανόμενες μετρήσεις. Στο σχήμα 3.5 απεικονίζεται η ένταση της κύριας δέσμης μετά από τη δημιουργία κατάλληλου ζουμ του φακού στο αξονοσυμμετρικό επίπεδο. Οι διακυμάνσεις της έντασης ως προς τον χώρο και τον χρόνο μπορεί να οφείλονται στην εκνέφωση και τελικά να αποδειχθεί ότι είναι η διάμετρος των δημιουργούμενων σωματιδίων-σταγονιδίων νερού που εκνεφώνονται ή μπορεί να αποδειχθεί ότι είναι η διάμετρος συσσωματωμάτων σωματιδίων τα οποία προέκυψαν κατά την εξέλιξη του φαινομένου.

50

70

90

110

130

150

170

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Pixel Number

Ligh

t Int

ensi

ty

y=10mmy=120mmy=65mm

Σχήμα 3.5: Η χωροχρονική εξέλιξη της έντασης της κύριας δέσμης μετά το κατάλληλο ζουμ του

οπτικού φακού στο αξονοσυμμετρικό επίπεδο.