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Progrès de la technique de mesure PLIF à deux couleurs Thermographie par fluorescence induite par plan laser Application aux interactions gouttes/parois.

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Présentation au sujet: "Progrès de la technique de mesure PLIF à deux couleurs Thermographie par fluorescence induite par plan laser Application aux interactions gouttes/parois."— Transcription de la présentation:

1 Progrès de la technique de mesure PLIF à deux couleurs Thermographie par fluorescence induite par plan laser Application aux interactions gouttes/parois chaudes 15/06/2010, Vandoeuvre-les-Nancy Interaction of Droplets with HEAted Surfaces

2 I. Principe de PLIF Intensité de fluorescence: Dépend de multiples paramètres dont la température Intensité de fluorescence, intégration sur une bande spectrale: Rapport de fluorescence: I f : Intensité de fluorescence K opt : constante dépendant des optiques K spec : constante dépendant de facteur spectroscopiques Suppression de c, V et I l, constantes difficiles à maitriser I l : intensité laser c: concentration en traceur V: volume de mesure Β: sensibilité en température du traceur

3 I. Principe de PLIF Spectre démission et dabsorption de la fluorescéine dans de leau en fonction de la longueur donde Evolution du beta en fonction de la longueur donde, sélection des bandes spectrales pour déterminer une sensibilité en température Bandes spectrales utilisées: nm nm Beta théorique: 950 °K -1 Utilisation dun rapport dune référence R 0 à T 0 connu: Suppression des constantes optiques et spectroscopiques, dépendance unique en température

4 I. Principe de PLIF Schéma du montage expérimental de FIL Calcul du beta expérimental: 1024°K -1 Utilisation de deux caméras et dune lame séparatrice, --> problème de repositionnement des images

5 II. Repositionnement des images Utilisation dune mire pour visualiser le décalage entre les deux images des deux caméras, triplet (t x,t y,θ) à déterminer Détermination dune première approximation grossière du décalage entre les deux images, repositionnement imparfait, nécessite daffiner le décalage. Affinage réalisé en minimisant lécart dintensité entre les deux images.

6 Un repositionnement moyen imposé pour lensemble des jets ne donne pas les mêmes résultats quavec un décalage optimisé propre à chacun des jets -> problème de reproductibilité au niveau du calcul du décalage. Très grande sensibilité en fonction du décalage (1 pixel suffit) en terme de rapport… Repositionnement optimisé pour chacun des jets Même repositionnement moyen pour chaque jets II. Repositionnement des images Conversion rapport / température -> Utilisation dune référence

7 Nécessite dutiliser une référence pour convertir le rapport dintensité en un champ de température. Test sur une référence réalisé dans une cuve. Aberrations optique Dû au montage optique Stries dues à la cuve Rapport en cuve variant de 0.71 à 0.88 soit pas moins de 17°C de variation. Très grande inhomogénéité dans limage, retrouvé dans les jets transverses. III. Utilisation dune référence -> Correction de la linéarité des caméras

8 IV. Correction de la linéarité des capteurs Rapport dintensité variant suivante le niveau dintensité moyen au sein de limage. Présence dune variation du rapport à température constante -> non linéarité des caméras. Evolution des rapport de référence suivant lintensité laser avec et sans correction Puissance laser décroissante

9 IV. Correction de la linéarité des capteurs Evolution du niveau dintensité moyen des pixels en fonction de la puissance laser On constate que la réponse des capteurs nest pas linéaire avec lintensité laser mais que plus lintensité augmente, et plus un écart se forme entre les réponses des deux capteurs.

10 V. Validation sur des jets isothermes Rapport dintensité pris dans des jets polydisperses pris à différentes positions et à même température Pour des jets polydisperses pris à différentes positions, on conserve un rapport dans lensemble homogène. Pb: Reproductibilité pas encore démontré. Gradients souvent présent, il sagit de savoir si cela est du à un mauvaise positionnement des images du jet ou en cuve.

11 VI. Validation sur des jets chauffés Evolution de la température mesurée en fonction de la température calculé par LIF Ecart-type normalisé au sein de limage et divisé par la racine du nombre dimages prises Acquisitions réalisées avec la prise de 200 images environ pour un temps douverture De 150ms environ -> nécessité de travailler en régime stationnaire -> Critère de sélection des pixels utiles -> Fonctionnement de la méthode

12 VII. Validation sur différents impacts Cas dun splashing vertical Cas dun film bouillonnant Cas dun rebond

13 VIII. Conclusion On a mis en évidence un certain nombre de points durs. Le repositionnement, la non-linéarité du capteur, la non-uniformité de la réponse de la caméra qui est visible au niveau du rapport de référence. On a développé des stratégies pour prendre en compte et corriger ces problèmes mais il y a encore des progrès à faire en termes de reproductibilité et de précision.


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