专利名称：一种多相流体界面不稳定实验中的界面分层染色方法
技术领域：
本发明涉及一种多相流体界面不稳定性实验的界面分层染色方法。
背景技术：
两种密度不同的流体界面经激波瞬间加速后，界面原有的初始扰动被放大，重流体侵入轻流体形成尖钉，轻流体侵入重流体形成气泡，如图3所示，最终导致两种流体强烈混合的现象称为RM不稳定性。流体界面RM不稳定性有着重要的实际应用与研究价值，涉及惯性约束热核聚变，恒星演化，燃烧现象等诸多领域。以往RM不稳定性的研究主要针对气 /气界面或气/液界面，为了拓展研究范围，我们构造出了 “空气-硅油-水”多相流体界面但由于硅油与水皆为无色透明，折射率相近，因此在实验中无法拍摄到清晰的“硅油-水” 界面。
发明内容
针对上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多相流体界面不稳定性实验的界面分层染色方法，将水和硅油从视觉上区分开来，形成清晰的界面，从而获得比较精确的实验数据界面分层染色技术。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是
利用溶于硅油而不溶于水的亲油性染料C. I.酸性蓝140对硅油着色，使硅油层变为蓝色，水柱仍为无色，从而形成清晰的界面。1)先将C. I.酸性蓝140溶解于不溶于水的乙酸乙酯中形成染色剂溶液，质量浓度为5% ο2)染色时，先用吸管吸取染色剂溶液，接着沿硅油层周边滴入，每滴入一滴后停一下，等液滴完全均勻扩散后再滴入下一滴，染至宝蓝色。本发明具有的有益效果是
C. I.酸性蓝140为常见染料，较易获得，且其具有比较彻底的亲油性与疏水性，使硅油与水清晰易辨，即使在RM不稳定性后期硅油与水相互混合时，也丝毫不影响对一些RM不稳定性特征结构如尖钉、气泡的观察。
图1是本发明界面分层染色技术主体染料C. I.酸性蓝140分子结构示意图。图2是染色后效果示意图。图3是尖钉、气泡结构示意图。
具体实施例方式本发明界面分层染色技术的主要原理是运用了 C. I.酸性蓝140亲油疏水的特性， 将硅油染成蓝色，而水依然保持无色透明的状态，从而达到获得清晰界面的目的。观察图1可以发现，C. I.酸性蓝140分子结构中没有羟基，氨基，羧酸基等亲水基团，也没有长的饱和碳链，这是其亲油疏水的原因。客观上水比硅油更容易染色，用亲水性有色物质如墨水也可达到获得清晰界面的目的(墨水溶于水不溶于硅油)，舍简逐繁的原因是实验中水的量远多于硅油。当RM不稳定性后期少量的无色硅油进入染过色的水柱后，尖钉、气泡等重要特征结构就会被水柱的颜色所遮掩而无法辨认。具体的染色步骤为
1，将粉末状C. I.酸性蓝140溶于有机溶剂乙酸乙酯中(其他无色有机溶剂亦可)，配置成质量浓度为5%的染色剂，由于是定性染色，因此无需精准。2，用吸管吸取一定量的染色剂，尽量靠近地沿着硅油层滴入，每滴入一滴后稍停片刻，待其自行均勻扩散后再滴入下一滴，注意不能用玻棒搅拌，这样既会造成硅油层动荡变形，也会使硅油附在玻棒上而导致流失。3，染色剂滴入量酌情而定，一般将硅油染成宝蓝色为宜。本实验中硅油层体积约为12cm3，染色剂滴入量为4 5滴。
权利要求
1.一种多相流体界面不稳定实验中的界面分层染色方法，其特征在于利用溶于硅油而不溶于水的亲油性染料C. I.酸性蓝140对硅油着色，使硅油层变为蓝色，水柱仍为无色， 从而形成清晰的界面。
2.根据权利要求1所述的一种多相流体界面不稳定实验中的界面分层染色方法，其特征在于1)先将C.I.酸性蓝140溶解于不溶于水的乙酸乙酯中形成染色剂溶液，质量浓度为5% ；2)染色时，先用吸管吸取染色剂溶液，接着沿硅油层周边滴入，每滴入一滴后停一下， 等液滴完全均勻扩散后再滴入下一滴，染至宝蓝色。
全文摘要
本发明公开了一种多相流体界面不稳定实验中的界面分层染色方法。利用溶于硅油而不溶于水的亲油性染料C.I.酸性蓝140对硅油着色，使硅油层变为蓝色，水柱仍为无色，从而形成清晰的界面。具体步骤为将C.I.酸性蓝140溶解于不溶于水的乙酸乙酯中形成染色剂溶液，质量浓度为5%；染色时，先用吸管吸取染色剂溶液，接着沿硅油层周边滴入，每滴入一滴后停一下，等液滴完全均匀扩散后再滴入下一滴，染至宝蓝色。C.I.酸性蓝140为常见染料，较易获得，且其具有比较彻底的亲油性与疏水性，使硅油与水清晰易辨，即使在RM不稳定性后期硅油与水相互混合时，也丝毫不影响对一些RM不稳定性特征结构如尖钉、气泡的观察。
文档编号G01N1/30GK102183399SQ20111007057
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者施红辉, 杜凯, 章利特 申请人:浙江理工大学
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