Velmi známými metodami zviditelňování proudění plynů jsou metody zavádění částic do celého objemu plynu. Mezi tyto metody patří metoda zavádění pevných částic, metoda lokálních ohřevů plynů a niťové sondy.
Metoda zavádění pevných částic
Tato vizualizační metoda je obdobou metody zavádění částic do objemu kapalin (viz kap.3.4). Využívá se především na modelech v laboratorních podmínkách, jako jsou např. větrané prostory nebo části vzduchotechnických zařízení. Pro měření se dá využít zařízení uvedené na obr. 3-13. Zařízení se skládá z osvětlovací jednotky, kterou dnes bývá nejčastěji laser s válcovou čočkou a ze záznamového zařízení, kterým může být kamera nebo fotoaparát. Osvětlovací jednotka a záznamové zařízení jsou umístěné u průzorů do měřicího prostoru s plynem. Při vizualizaci dvojrozměrného proudění vytváří osvětlovací jednotka tzv. světelný nůž, který osvětlí jen částice nacházející se ve zvoleném řezu. Při vizualizaci trojrozměrného proudění lze osvětlit i celý prostor, ale exaktní vyhodnocení pak vyžaduje holografický záznam objektu. Starší osvětlovací jednotky používaly k vytvoření světelného nože štěrbinu osvětlenou žárovkou, obloukovkou, nebo výbojkou. Fotografováním lze zjistit trajektorie osvětlených částic a ze známé doby expozice a z délek trajektorií částic se dá vypočíst rychlost proudění. Rychlost je možné stanovit i ze záznamu dvou či více snímků se známou obrazovou frekvencí, což lze využít především při počítačovém vyhodnocení záznamů, viz metoda PIV (kap. 3.7). Zaváděné částice musí sledovat proudnice a musí mít velmi malou pádovou rychlost. Pro vizualizaci proudění vzduchu se osvědčil sražený, teplem vysublimovaný metylaldehyd, který tvoří velmi lehké bílé vločky, pro větší rychlosti je možné použít hliníkový prach, jemné balzové piliny, nebo také jiskry. K vizualizaci proudění vzduchu při velice malých rychlostech, vyskytujících se např. v technice prostředí, se dnes používají bublinky naplněné héliem o velikosti 0,75 až 5 mm (produkované např. generátorem vyráběným firmou Sage Action Inc.), nebo také termoplastické kuličky naplněné plynem o velikosti řádově desítek mikrometrů, zvětšující se zahřátím až 40x (vyráběné firmou Akzo Nobel - Expancel).
Obr. 3-13 Sestava pro vizualizaci proudění zaváděním pevných částic do objemu plynů (LA laser, C válcová čočka vytvářející světelný nůž, K kamera, P1 , P2 průzory)
Mezi vizualizační metody se zaváděním pevných částic do objemu plynů lze řadit také vizualizaci dvoufázového proudění, kdy je zkoumán tvar proudu kapiček z rozprašovače, viz obraz 1 [6-12], či tvar proudu kapiček z různých trysek. Pro zjišťování tvaru proudů není často nutné ani speciální osvětlení světelným nožem, ale stačí pouze proud vhodně nasvětlit.
Pokud chceme vyšetřovat rozložení částic, případně i jejich pohyb v trojrozměrném prostoru, je vhodné použít holografický záznam objektu nebo i více záznamů a z nich pak dodatečně zkoumat žádané parametry, viz kap. 8. Prostorové proudění lze však vyhodnocovat i pomocí metody PIV, viz kap. 3.7, s použitím dvou kamer a širšího světelného nože.
Metoda lokálních ohřevů plynů
Do kategorie metod se zaváděním částic do objemu plynů lze řadit také metodu lokálních ohřevů plynů, která je někdy označována jako Townendova metoda. Tato metoda vyžaduje tunel obdobný kouřovému tunelu (viz kap. 3.2), ale s průzory uspořádanými tak, aby měřicím prostorem mohl procházet svazek paralelních světelných paprsků. Místo soustavy kouřových trysek musí být tunel vybaven dvojicemi elektrod, které generují v pravidelných intervalech jiskrové výboje. Od každé dvojice elektrod postupuje pak řada zahřátých objemů proudícího plynu, spojených tenkými vlákny plynu, a to následkem tepelné setrvačnosti elektrod.
Niťové sondy
Další používanou metodou v oblasti vizualizace proudění plynů, patřící do kategorie zavádění částic do objemů plynů, je metoda využívající niťové sondy. Jedná se vlastně o pravoúhlou drátěnou mříž, kde v místě křížení se upevní nitě. Umístíme-li mříž za obtékané těleso kolmo na směr proudu, lze na základě orientace nití na síti zkoumat proudění v úplavu za tělesem, viz obr. 3-14. Síť (s otvorem) je také možno navléci na obtékané těleso a pomocí nití zviditelnit oblast, ve které je proudění ovlivněno přítomností obtékaného tělesa. Toto zkoumání lze provádět i v příčných řezech okolo obtékaného tělesa.
Obr. 3-14 Vizualizace vírů v úplavu za skloněným delta - křídlem pomocí sítě nití [2-8]
Další příklad
Obraz 2: Zviditelnění vírů v úplavu za osobním automobilem pomocí sítě nití [6-11].