Разработка метода и комплекса экспресс регистрации дисперсного состава потока распыленной жидкости

• Автор: Клочков, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ГЛАВА I. ОПИСАНИЕ ОБЪЕК ТА ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ДИСПЕРСНОСТИ ПОТОКА РАСПЫЛЕННОЙ
ЖИДКОСТИ
1.1. Объект исследования и основные параметры двухфазных потоков
1.2 Типологии и условия развития струй
1.3 Обзор ме тодов измерения характеристик дисперсного состава и скорости потоков распыленной жидкости
1.4 Особенности диагностики дисперсного состава потоков распыленного топлива
1.5 Выбор и обоснование цели исследований
1.6 Выводы по главе 1
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДА ЭКСПРЕСС РЕГИСТРАЦИИ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА РАСПЫЛЕННОЙ ЖИДКОСТИ
2.1 Определение дисперсных характеристик топливных потоков
2.2 Оптические исследования
2.3 Основные допущения, принимаемые в математическом описании движения струи
2.4 Математическое описание движения струи
2.5 Модель определения траекторий движения одиночных капель в потоке воздуха
2.6 Описание механизма диффузионного испарения капли
2.7. Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. КОМПЛЕКС ЭКСПРЕСС РЕГИСТРАЦИИ ДИСПЕРСНОГО СОРСТАВА ТОПЛИВНОЙ СТРУИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Описание установки для измерение скорости топливного потока «Факел—С»
3.2 Анализ экспериментальных данных измерения скоростных характеристик
3.3 Результаты исследования влияния давления впрыска на динамику развития потока распыленной жидкости
3.4 Методика проведения измерений дисперсного состава
3.5 Описание комплекса для реализации метода аэроседиментации
3.6 Алгоритм работы ЭВМ в режиме экспериментальных исследований
3.7 Результаты исследований размера капель, осевших на измерительные пластинки
3.8 Описание экспериментального комплекса для исследования структуры дисперсных потоков с помошыо ПЗС-камеры
Выводы по главе 3
ГЛАВА 4. УСТРОЙСТВА И ПРИБОРЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
4.1 Принципы построения систем работающих в режиме реального времени
4.2 Описание платы сбора данных ЛА-1,5 РСІ
4.3 Описание цифровой системы ввода изображений
УЬ-СТТ-285/Х/Е-2001 /М
4.4. Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Прогресс науки и техники невозможен без разработки и внедрения в производство новых технологий и автоматизированных комплексов на их основе.
Применение новых скоростных методов оптической регистрации и цифровой обработки параметров импульсных дисперсных потоков позволяет выявлять статистически обусловленную взаимосвязь между получаемыми данными и основными показателями технологического процесса. Оптическая бесконтактная диагностика дисперсных потоков с помощью фотодиодных структур и микропроцессорных систем регистрации и управления, позволяет регистрировать характеристики и скорости с требуемым пространственно-временным разрешением в масштабе реального времени.
Непрерывное повышение экологических и экономических требований к современным двигателям внутреннего сгорания и стремительное развитие электронных технологий предопределяет разработку новых методик определения параметров нестационарных импульсных процессов распиливания жидкого топлива. Технологические процессы распиливания в машиностроении и других производственных отраслях предъявляют все новые требования к внедряемым средствам измерения параметров изготавливаемых изделий.
Аналитическое исследование данной задачи в общем виде в настоящее время не представляется возможным, а экспериментальное изучение процессов дизельного смесеобразования исключительно затруднено ввиду их нестационарности и быстротечности. Однако неоднократно принимались попытки аналитически исследовать данную проблему в общем виде: работы Б.В. Раушенбаха, Г.Н. Абрамовича, A.C. Лышевского [1-4]. Авторы использовали некоторые упрощения и

а( X ) = с' $тЮа(Х; г)г2/(г)сіг . (2.6)

Функции О и /(г)щія сферических частиц определяются из теории Ми, согласно которой коэффициенты а можно рассчитать в
2-г
виде функции аргумента для нескольких частных случая,

рассмотренных в специальной литературе. В общем случае решения пока не существует.
Оптические характеристики частиц различной формы могут сильно отличатся от характеристик сферических частиц того же объема. Поэтому применение теории Ми таким частицам связано с некоторыми ограничениями. В то же время, если форма частиц не сильно отличается от сферической (например, эллипсоиды с соотношением полуосей до 1.5-2, кубы, цилиндры с близким к единице соотношением высоты к диаметру), то такие их характеристики, как индикатриса рассеяния, коэффициенты ослабления, рассеяния, поглощения, мало отличаются от соответствующих характеристик сферических частиц того же объема. Если усреднить какую либо физическую характеристику частицы по всем направлениям в пространстве, то ее объем можно заменить объемом сферической частицы с той же оптической характеристикой.
Одновременно с данными о коэффициенте ослабления для дисперсной среды в ряде случаев требуется знать значения оптической толщи И слоя протяженностью АН лоцируемой области, характеризующее энергетические потери при распространении излучения в дисперсной среде:
1*п ш
И = 1п -у = ]а(Н)с1Н, (2.7)
Р о