Пограничный слой с крупномасштабными структурами, с испарением и горением

• Автор: Бояршинов, Борис Федорович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 381 с. : ил.

РОССИЙСКАЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СОДЕРЖАНИЕ ЮБГОМЙШ

Условные обозначения Д30356-07

А). К истории развития теории турбулентности

Б). Общая характеристика работы

ЧАСТЬ 1. ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ С ХИМИЧЕСКИМИ И ФАЗОВЫМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ

Глава 1. Состояние проблемы

1.1. Результаты опытов по испарению воды

1.2. Пограничный слой с гетерогенным горением

1.3. Пограничный слой с вдувом реагирующих веществ

1.4. Пограничный слой с переменной плотностью газа
1.4.1. На вертикальной стенке
1.4.2. На горизонтальной поверхности
1.5. Свободная конвекция при горении, краткий обзор
1.6. О проявлении крупномасштабных структур в процессах переноса 43 Обсуждение, выводы
Глава 2. Результаты экспериментальных исследований тепломассообмена при горении в пограничном слое.
2.1. «Тройная» аналогия процессов переноса
2.2. Газофазное горение. Относительная функция тепломассообмена
2.3. Наблюдение структур в пламёнах.
2.3.1. Горение газовых смесей
2.3.2. Диффузионное горение при смешанной конвекции
2.3.3. Диффузионное горение на горизонтальной стенке
2.3.4. Пламя во вращающемся потоке
Обсуждение, выводы
Глава 3. Анализ новых опытных данных.
3.1. Оценка влияния крупномасштабных структур на процессы переноса

Выводы
3.2. Выбор критериев. Механизмы массопереноса при испарении и горении этанола
3.3. Массоперенос при фазовых превращениях без горения.
3.3.1. Испарение воды
3.3.2. Коэффициенты переноса в пористых материалах
3.3.3. Массоперенос при испарении этанола без горения
3.3.4. Устойчивость расслоения к воздействию продольного градиента давления. Оценка масштабов структур
3.4. Массоперенос в пограничном слое с горением.
3.4.1. Свободно-конвективный массоперенос при испарении и горении спиртов на вертикальной стенке
3.4.2. Массоперенос при гетерогенном горении
Выводы
Глава 4. Горение: устойчивость крупномасштабных структур к внешнему воздействию
4.1. Горение с ускорением в сужающемся канале. Предварительные опыты
4.2. Турбулизация ускоренного пограничного слоя с горением
4.3. Моделирование массопереноса при наличии когерентных структур
4.4. Ускорение пограничного слоя с когерентными структурами
4.5. Влияние способа стабилизация пламени на тепломассообмен в пограничном слое с горением
Заключение
ВЫВОДЫ
ЧАСТЬ 2. АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ С ГОРЕНИЕМ
Глава 5. Зондовые методы измерений.
5.1. Определение концентрации стабильных веществ. Хроматография
5.2. Зондовые измерения температуры.
5.2.1. Коррекция потерь на излучение
5.2.2. Коррекция тепловой инерции термопары
5.2.3. Методика настройки аппаратуры
5.3. Измерение составляющих сложного теплообмена. Радиометр.
Глава 6. Методы оптических измерений в сфокусированных лазерных пучках.
6.1. Введение
6.2. Краткие характеристики оптических методов измерений.
6.2.1. ЛДА
6.2.2. Рэлеевское рассеяние
6.2.3. СКР
6.2.4. КАРС
6.2.5. ЛИФ.
Глава 7. Отработка методов оптических измерений. Результаты испытаний.
7.1. Лазерный доплеровский анемометр со следящим фильтром
7.2. Спектрометр когерентного антистоксова рассеяния
на вращательных переходах водорода
7.3. Измерение корреляционных характеристик затопленной струи
по комбинационному рассеянию света
7.3.1. Измерение пространственных корреляций
7.3.2. Измерение временных корреляций
7.4. Измерение параметров потока в вихревой трубке Ранка-Хилша методом КАРС
7.4.1. Экспериментальная установка
7.4.2. Результаты измерений
7.5. Измерение температуры горения твердого топлива методом КАРС
7.5.1. Схема эксперимента
7.5.2. Результаты измерений

Л = £сл = £с„ Српс1Т+К
П-1 У
и атомарные концентрации
*,=Ёв*с.
(2.5)
(2.6)

определяются суммированием по всем веществам газовой смеси в заданной точке течения. Их профили качественно отличаются от распределения тепловых энтальпий, от профилей концентраций веществ. Распределение движущих сил теплообмена (полная энтальпия и тепловая энтальпия) показано на рис.2.1.
Ц = 10м/с, Гио-1% 0, х=280мм энтальпии:
—■ — тепловая —•—полная

I

Рис.2.1. Профили полной энтальпии (синие точки) и тепловой энтальпии в пограничном слое при горении этанола.
-5000 -4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000
Ь,кДж/кг
Из рисунка видно, что распределение полной энтальпии монотонное, оно подобно профилям атомарных концентраций и скорости. В распределении тепловой энтальпии экстремум, обусловленный тепловыделением внутри пограничного слоя.
Рис.2.2. Состав газов в пограничном слое с горением испаряющнгося этанола. Область у/у/= является источником продуктов сгорания и стоком горючего и окислителя. £/0=3,3 м/с; т=160мм.
На рис.2.2 показаны профили концентрации различных веществ в пограничном слое. «Фронт пламени», где у/у_г 1 > делит пристенную область на зону