毛玉红,常 青,曾立云 (兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃 兰州 730070)

粒子图像速度场仪(PIV)是一种全场、动态、非接触测量技术,具有较高的精度和空间分辨率,在流场中投加示踪粒子后,即可用来测定整个流场的瞬时速度,从而定量揭示复杂和非稳定流的总体结构,目前广泛应用于流体力学领域的研究,主要用于水、风、火焰燃烧及喷射等各种流场测量与显示[1],在水处理领域混凝过程方面的研究涉及较少.

混凝反应是混凝工艺最重要的环节,混凝剂与水中颗粒物作用所形成的絮体是混凝工艺过程的产物,其微观结构特征对混凝工艺的操作性能及混凝效果具有重要的影响.但由于絮体本身结构复杂、比较脆弱、易碎和不规则等特性[2-3],极易在测量过程中由于轻微碰触导致其形貌结构发生变化,使其形状失真,给研究结果带来干扰,所以很难有合适的研究方法对絮体的形成环境进行监测.关于絮体监测,常用激光粒度分析仪、FCD水下摄像系统、DH-CPAS颗粒图像系统等进行在线监测[4-5],但是,当絮凝反应器的结构特殊时,常规的水下在线监测成像系统就无法使用,必须寻找新的在线成像方法,才能得到精确的絮体信息.

PIV在测量流场的过程中,利用激光照亮测量区域,让区域中的示踪粒子产生足够强度的散射光,PIV图像拍摄系统才能记录下示踪粒子图像,再进行互相关计算得到速度矢量场.混凝过程中混凝剂与水中悬浮颗粒物能在……