Турбулентное горение предварительно перемешанной смеси в условиях микрогравитации

16 Июня 2015

11:00

Телемост ЦАГИ-ИТПМ СО РАН-СПбГПУ-НИИМ МГУ

Оnline-трансляция из НИИМ МГУ

ЦАГИ, корп. № 8, конференц-зал

Авторы: Крикунова А. И.(ОИВТ РАН), Клинков К.В. (ZARM),Сон Э.Е. (ОИВТ РАН), Eigenbrod C. (ZARM)

Докладчик: Крикунова Анастасия Игоревна .(ОИВТ РАН), krikunovaai@gmail.com

Тезисы доклада "Турбулентное горение предварительно перемешанной смеси в условиях микрогравитации"

Авторами представлена экспериментальная работа по исследованию характеристик пламени предварительно перемешанной смеси горючего и окислителя в условиях земной и пониженной гравитации. В качестве предмета исследования взято коническое метано-воздушное пламя, получаемое при помощи конического сопла с диаметром основания — 30 мм, и выходным диаметром 15 мм. По предварительным исследованиям данное пламя стабильно в узком диапазоне параметров горения (Re_вых=1000, φ=1), и для их расширения необходима внешняя стабилизация. Использование кольца — является наиболее эффективным методом стабилизации конических пламен. Подбор кольца осуществлялся при помощи численного моделирования на основе программного пакета FlowVision. Согласно результатам кольцо, толщиной 1,5 мм шириной 1,5 мм, внутренним диаметром 10 мм, при зазоре между внешним диаметром кольца и внутренним сопла — 1 мм наилучшим образом стабилизирует пламя. При этом параметры стабильного пламени значительно расширились, что дало возможность изучать как бедное, так и богатое пламя (φ=0,8; 1,0; 1,3), от ламинарного режима (Re=750) до слаботурбулизированного (Re=2750). Эксперимент проводился в Центре прикладных космических технологий и микрогравитации (ZARM) г.Бремен, Германия. Условия микрогравитации достигались в «Drop Tower». Высота её составляет 120 метров, время полета капсулы — 4,7 секунды. Давление в башне на время проведения эксперимента откачивается до 10 Па. Ускорение свободного падения при этом составляет — 10^-6*g_0, при приземлении капсула испытывает перегрузку в 45*g_0.

Экспериментальная установка помещается в капсулу диаметром 1 м, высотой — 3 метра, весом около 700 кг. В качестве диагностики использовался метод OH-PLIF. Твердотельный лазер настраивался на длину волны в 343,698 нм. Длительность импульса составляла 20 нс, мощность, вкладываемая в импульс — 0,1 мДж. Толщина лазерного луча 0,5 мм, ширина — 5 мм. Флуорисценция радикалов ОН фиксировалась при помощи камеры Photron с частотой 1 kHz, разрешение 1024×1024 pix. Размер области исследования — 20×20 мм. Ось камеры составляла 90° с лазерным лучом. Объектив камеры оснащался фильтром KP320.