Submikronsko zaznavanje temperaturnih polj pri nestacionarnem prenosu toplote : doktorsko delo

slovenski

doktorska dela

2019

Disertacije   fluorescenčna termometrija   mehurčkasto vrenje   nestacionarni prenos toplote   Prenos   submikrometrska krajevna ločljivost   temperaturno odvisna fluorescenca   temperaturno polje   Toplota

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Za boljše razumevanje procesov prenosa toplote in snovi na submikrometrskem nivoju je potrebno razviti napredne neinvazivne merilne tehnike. V doktorskem delu predstavljamo razvoj visokoločljivostne merilne tehnike na osnovi fluorescence dopiranega transparentnega stekla in steklokeramike za brezdotikalno detekcijo nestacionarnih temperaturnih polj s submikrometrsko krajevno ločljivostjo. Uporabljeni anorganski detekcijski materiali v primerjavi s tradicionalnimi organskimi materiali izkazujejo veliko odpornost proti degradaciji in bledenju fluorescence. Na transparentnih vzorcih steklokeramike Er:GPF1Yb0.5Er in fluoridnega stekla 6 % Er:ZBLALiP smo sočasno izvedli eksperimente prevoda toplote in mehurčkastega vrenja ter meritve temperaturno odvisnega fluorescenčnega signala. Nestacionarna temperaturna polja smo beležili na osnovi meritev spektralnih razlik izsevane fluorescenčne svetlobe. Z uporabo napredne fluorescenčne mikroskopije smo dosegli krajevno ločljivost v območju uklonske limite vzbujevalne svetlobe. Z optičnim rezinjenjem smo izvedli rekonstrukcijo temperaturne porazdelitve vzdolž celotne globine fluorescenčnega vzorca. S povečano frekvenco zajema fluorescenčni slik smo detektirali rast posameznega mehurčka pri nasičenem mehurčkastem vrenju vode, kar predstavlja izboljšanje na ravni dveh velikostnih razredov v primerjavi s poskusi, opravljenimi z uporabo infrardeče termografije. Ugotavljamo, da bi razvoj predlagane merilne tehnike pripomogel k izboljšanem razumevanje procesov in gonilnih mehanizmov prenosa toplote pri vrenju. Predlagana merilna tehnika nudi tudi možnost vpogleda v številne fizikalne, biološke in elektrokemične procese, na mejni trdno-kapljevinasti plasti s submikrometrsko krajevno ločljivostjo.

15.05.2023