Самопроизвольные вихревые структуры в пламени при малых числах Рейнольдса

• Автор: Самсонов, Виктор Петрович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Сургут
• Количество страниц: 203 с. : ил.

1. САМООРГАНИЗАЦИЯ ВИХРЕВЫХ ТЕЧЕНИЙ В ПЛАМЕНИ
ПРИ МАЛЫХ ЧИСЛАХ РЕЙНОЛЬДСА
1.1 Эффекты и механизмы закрутки потока в пламени
1.2 Классификация самопроизвольных вихревых структур
в пламени
1.3 Программа исследований
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Объекты исследований
2.2 Экспериментальная установка для исследования влияния гравитационных условий
2.3 Системы и методы визуализации вихревых течений,
контроля и измерения параметров среды
2.3.1 Метод осаждения продуктов горения на контрольную поверхность
2.3.2 Поляризационно-оптический метод исследования теплоотдачи в пограничном слое
2.3.3 Метод измерения тепловых потоков при теплообмене «опрокинутого» пламени с поверхностью
2.3.4 Метод раздельной визуализации температурного
поля и поля скоростей в ячейке Хил-Шоу
2.3.5 Метод измерения энергии вихревого движения газа
3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ САМОПРОИЗВОЛЬНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ВИХРЕВЫХ СТРУКТУР ПРИ ГОРЕНИИ
3.1 Горение газа в «опрокинутом» пламени

3.1.1 Критические условия самопроизвольного образования
вихревых структур
3.1.2 Горение и тепло- массообмен в пограничном слое
при наличии вихревой структуры в пламени
3.2 Распространение пламени в плоской, полуоткрытой трубе
3.2.1 Критические условия вихреобразования
3.2.2 Влияние вихревой структуры на устойчивость
и нормальную скорость пламени
3.3 Вихреобразование при автоколебательном и
релаксационном горении
3.3.1 «Поющее» пламя
3.3.2 Автоколебательное распространение пламени
по поверхности конденсированного топлива
3.3.3 Релаксационное горение газа в камере сгорания типа акустического резонатора Гельмгольца
3.3.4 Влияние граничных условий на формирование
импульсного кольцевого вихря
4. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ СТАЦИОНАРНЫХ ВИХРЕВЫХ СТРУКТУР
4.1 Роль свободной конвекции
4.2 Сопутствующие факторы в развитии диссипативных
вихревых структур
4.3 Механизмы и модели вихреобразования в пламени
5. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ МЕХАНИЗМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ
КОГЕРЕНТНЫХ ВИХРЕВЫХ СТРУКТУР
5.1 Генерация аукстических течений пламенем при

автоколебательном горении
5.2 Формирование вихревых структур при колебаниях свободно-конвективного течения в пламени
5.3 Механизмы образования вихревых цугов при
релаксационном горении
• 6. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ВИХРЕВЫХ
СТРУКТУР НА ПРОЦЕССЫ ГОРЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕН
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

галогенной лампой КГЛ-24-150. Направление лучей на рис. 3 показано стрелками. Пучок света от лампы проходил через щель шириной 2 мм и попадал на длинофокусную линзу, создававшую в реакционной трубе узкую полосу света - «световой нож». Ширина области, освещаемой световым ножом, равнялась 10 см. Регистрацию движения освещённых частиц производили кинокамерой АКС-2.
Оценка погрешностей метода измерения скорости. Скорости распространения фронта пламени и частиц рассчитывали по кинофильмам как отношение x/t, здесь х - расстояние между двумя метками, которое пламя или визуализирующая частица проходит за время /. Время регистрировали на киноплёнке посредством засветки её неоновой лампочкой. Расстояние между метками устанавливалось постоянным и измерялось штангенциркулем. Абсолютная погрешность измерения времени определялась частотой съёмки и не превышала величины &х/ х +
Таким образом, в ходе экспериментов сведения о нескольких параметрах течения в крупномасштабных вихревых ячейках получали различными традиционными оптическими и контактными методами. Исследование мелкомасштабных и пространственно неоднородных вихревых структур возможно лишь с помощью оригинальных методов, которые должны быть специально разработаны для конкретных условий физического эксперимента.
2.3.1 Метод осаждения продуктов горения на контрольную поверхность
Формирование самопроизвольных вихревых структур в «опрокинутом» пламени происходит в пограничном слое вблизи плоской поверхности обтекания. Применение традиционных термопарных и оптических методов измерений оказывается затруднительным вследствие больших градиентов температур, концентраций и скоростей. В случае химически реагирующего