4.2  CHEMICKÉ METODY PRO VIZUALIZACI PROUDĚNÍ PLYNŮ

Charakter proudění plynů v blízkosti obtékaných povrchů a někdy také v úplavu za tělesem lze poměrně snadno zviditelnit pomocí různých úprav povrchů způsobujících chemické reakce s proudícím plynem [2-15]. Díky těmto reakcím dochází buď ke změnám na samotném povrchu, nebo lze pozorovat proudění zplodin reakce v úplavu za tělesem.

Jedna z metod využívá reakce sloučenin olova se sirovodíkem. Povrch objektu je opatřen nátěrem se sloučeninami olova a otvorem v povrchu se do těsné blízkosti povrchu přivádí sirovodík. Koncentrovaný sirovodík vyvolává při styku s nátěrem zčernání. Toto zčernání se objevuje pouze v laminární oblasti, jelikož v místě turbulentního obtékání difunduje sirovodík rychle do okolí a ke zčernání nedochází. Podobný efekt lze dosáhnout, natřeme-li povrch chloridem rtuťnatým a do blízkosti povrchu přivádíme čpavek. Uvedené látky jsou však zdravotně závadné, a proto je třeba dbát při experimentech zvýšené opatrnosti.

Jiná z chemických metod vyžaduje polepit povrch objektu ozalidovým papírem (papír vhodný pro světlotisk) a pomocí tenkých trysek se před obtékané těleso zavádí čpavek. Ten vyvolává na ozalidovém papíře tmavé pruhy, které mají směr proudění plynu u povrchu.

Další z chemických metod vyžaduje natřít povrch směsí jodidu draselného se škrobem. Do proudícího vzduchu se pak přimísí malé množství chloru, který reaguje s jodidem, a to převážně v turbulentní oblasti obtékání povrchu. Tam se díky intenzívnějšímu promíchání dostane chlor až k povrchu. Reakce způsobí purpurové zbarvení povrchu, jelikož chlor uvolní jod z jodidu draselného a volný jod zabarví škrob. Metoda není vhodná pro práci v tunelu, jelikož chlor je zdraví škodlivý. Lze ji však použít např. za letu letadla, kdy letadlo s měřeným povrchem prolétává oblakem vzduchu obohaceným o chlor, který je vypouštěný z jiného letadla, z trysek stejného letadla, či z vysokého továrního komínu.

 

Obr. 4-1 Vizualizace proudění v trubkovém výměníku tepla [5-2]

Do kategorie chemických metod pro vizualizaci proudění plynů lze zařadit také metodu využívající reakci chlorovodíku s parami čpavku, kdy vzniká bílá mlha chloridu amonného (salmiaku), a to dle rovnice NH3 + HCl ® NH4Cl. Tato bílá mlha se pak dostane do úplavu za objekt a umožní vizualizaci proudění v této oblasti. Příklad vizualizace proudění touto metodou v okolí svazků trubek tepelného výměníku je uveden na obr. 4-1. Pórovité povrchy trubek jsou namočené do kyseliny chlorovodíkové a svazek je ofukován vzduchem s parami čpavku. Vzniklá bílá mlha chloridu amonného zviditelňuje proudění za jednotlivými trubkami, ale i v jejich okolí, jelikož se tyto trubky nacházejí v úplavech předchozích trubek.