Исследование характеристик импульсных двухфазных потоков на основе эффектов распространения света в полидисперсных средах

• Автор: Карпов, Игорь Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 160 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В ЛАВ А

ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ПАРАМЕТРОВ

ДИСПЕРСНОФАЗНЫХ СРЕД

1.1. Объект исследования и основные параметры двухфазных потоков

1.2 Анализ интегральных методов измерения характеристик двухфазных потоков

1.2.1 Анализ методов и устройств исследования характеристик дисперсности двухфазных потоков
1.2.2 Анализ методов и устройств исследования скоростных характеристик двухфазных потоков

1.3 Выбор и обоснование цели исследований

1.4 Выводы из первой главы
ГЛАВА
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ
МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ
2.1. Теоретическое обоснование методики исследования скоростных характеристик двухфазных дисперсных потоков
2.2. Численное моделирование восстановления дисперсного состава потока по индикатрисе рассеяния
2.2.1 Теоретическое обоснование оптических методов исследования функции распределения частиц по размерам
2.2.2 Численная модель восстановления функции распределения частиц по размерам в методе малых углов
2.3. Теоретическое обоснование методики оценки качества распыливания двухфазных дисперсных потоков

2.4 Оценка погрешности модели численного восстановления функции
распределения частиц по размерам
2.5. Выводы'из второй главы
ГЛАВА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПЛИВНЫХ
ДИСПЕРСНЫХ ПОТОКОВ
3.1 Исследования скоростных характеристик топливных двухфазных потоков
3.2. Численный эксперимент по восстановлению функции распределения частиц по размерам методом малых углов..
3.3. Исследование качества распиливания топливных двухфазных струй на экспериментальном стенде
3.4. Выводы из третьей главы
ГЛАВА
АППАРАТУРА РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ДИСПЕРСНЫХ
ПОТОКОВ
4.1 Принципы построения оптоэлектронных средств и методов
измерений
4.2. Стенд оптической диагностики скоростных характеристик в нестационарной турбулентной топливовоздушной струе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

Бурное развитие науки и техники в настоящее время приводит к значительному конструктивному усложнению выпускаемых изделий, повышению требований к их надежности, техническому уровню, и к другим показателям качества.
Все это обуславливает создание более сложных методов и устройств исследования производственных процессов с малым временем обработки полученных данных и повышенной точностью измерения отдельных параметров.
Импульсные двухфазные потоки образуются при сжигании топлива в энерго-машиностроительных агрегатах и установках: на ТЭЦ, турбинах, двигателях внутреннего сгорания, экологические и экономические требования к которым постоянно ужесточаются.
Одними из основных параметров, характеризующими импульсный двухфазный поток, являются скорость потока и его дисперсность. Совокупное определение в реальном режиме времени этих характеристик импульсных двухфазных потоков с заданной точностью представляет собой крупную актуальную научно-техническую проблему, требующую решения на современном технологическом уровне с использованием компьютерных технологий обработки данных и принятия решений. Особенно актуальна данная проблема получения характеристик потока при переходе на тяжелые марки топлива и использовании различного фазового состояния присадок к твердому или жидкому топливу.
Неоднократно принимались попытки аналитически исследовать данную проблему в общем виде: работы Н.Ф. Разлейцева, Ю.Б. Свиридова,
A.C. Лышевского, использующие некоторые упрощения и допущения, и приводящие к искажению объекта и результатов исследований. Это при-

тым воздухом с помощью насоса 11 из ресивера 13; давление воздуха контролируют манометром 12. Рабочую форсунку 14 питают топливом через золотниковый механизм 5 единичных впрысков от топливного насоса 1. При выключении рабочей форсунки 14 топливо, подаваемое насосом, сбрасывается через вспомогательную форсунку 4. Рабочая форсунка снабжена датчиками 16 и 15 соответственно давления и подъема иглы, сигналы которых подаются на двухлучевой осциллограф 8 с фотоприставкой 9. Отметки времени подаются генератором импульсов 10.
Золотник 5 механизма единичного впрыска удерживается от перемещения вправо под влиянием пружины электромагнитным стопором 6, который управляется контактным барабаном 3, приводимым в действие от вала насоса 1 через шестеренчатую передачу 2 При включении электромагнита золотник смещается вправо и происходит единичный впрыск. Золотник возвращается влево вручную. Уравнительный сосуд 7 служит для создания в рабочей форсунке 14 начального давления топлива, равного давлению воздуха в камере 20.
Установка позволяет, путем импульсного и непрерывного теневого фотографирования, исследовать развитие факела, распределение топлива по объему факела и показатели процесса распылявания.