Исследование динамики ускорения, разрушения и воспламенения частиц за ударными волнами методами лазерной визуализации

• Автор: Бойко, Виктор Михайлович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 210 c. : ил

ГЛАВА I. Современное состояние проблемы изучения процессов взаимодействия ударных волн с мелкими частицами. Обзор литературы и постановка задачи.

§1.1. Ускорение частиц в потоке газа

§1.2. Разрушение капель в ударных волнах

§1.3. Взаимодействие ударной волны с поверхностью

жидкости и сыпучей среды

§1.4. Воспламенение частиц в ударных волнах

§1.5. Использование энергии газовой детонации для

ускорения и нагрева мелких частиц

Глава II. Быстродействующие методы лазерной диагностики высокоскоростных двухфазных потоков.

§2.1. О некоторых проблемах диагностики импульсных

высокоскоростных двухфазных течений

§2.2. Лазерный стробоскопический источник света
§2.3. Практические схемы импульсной лазерной визуализации
а) Импульсные теневые схемы
б) Метод импульсного лазерного "ножа"
в) Многоэкспозиционная фоторегистрация изображений
г) Быстродействующая голография высокоскоростных двухфазных течений
§2.4. Метод когерентно-оптической обработки многоэкспозиционных изображений
Глава III. Экспериментальное исследование взаимодействия твердых частиц с ударной и детонационной волнами
§3.1. Экспериментальные установки
§3.2. Динамика ускорения твердых частиц за ударной
волной. Результаты измерения коэффициентов сопротивления
§3.3. Динамика ускорения частиц, метаемых детонационной волной

§3.4. О воспламенении частиц порошков горючих материалов в ударных волнах
ГЛАВА ГУ. Экспериментальное исследование взаимодействия ударных волн с каплей, а также со слоем жид -кости и сыпучей среды.
§4.1. Разрушение капель в ударных волнах
§4.2. Взаимодействие ударной волны с поверхностью
слоя жидкости и сыпучей среды
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

В последние годы большое внимание уделяется изучению высокоскоростных высокотемпературных гетерогенных потоков и струй типа газ - твердые частицы, газ - капли. Интенсивное развитие этого направления в газодинамике многофазных сред обусловлено его важным научным и прикладным значением для широкого круга задач топливной энергетики, химической технологии, машиностроения и т.д. Это задачи, связанные с изучением гетерогенной детонации двухфазных систем, э разработкой методов предотвращения взрывов промышленных пылевозаушных смесей, с совершенствованием технологии нанесения покрытий о;етонационно-газовым и плазменным методами и т.д.
Для решения этих задач, для построения и совершенствования физических и математических моделей двухфазных течений, генерируемых ударными и детонационными волнами, требуются детальные сведе-шя об основных закономерностях силового и теплового взаимодействия дисперсной и несущей фаз. Поэтому необходима прежде всего постановка экспериментальных исследований, направленных на изучение физи -хеских процессов, связанных с ускорением отдельных частиц, их деформацией, разрушением, воспламенением и т.д.
Экспериментальное исследование процессов взаимодействия частиц с ударными и детонационными волнами является достаточно слож-юй задачей, что обусловлено высокими скоростями газовой и дисперс-гой фазы ( /~Ю^103м/с), малыми размерами частиц ( с)~1 + 103мкм), шпульсным характером процессов ( сс ~1СГ2*1СГ4с), а также интен -жвным собственным свечением газового потока ( Т~2000 -I- 5000К).
3 связи с этим возникла необходимость разработки и создания комп-хекса быстродействующей измерительной аппаратуры, основанной на ^пользовании современных бесконтактных методов оптической регист-эации и обеспечивающей высокое пространственное и временное разре-

2 - генератора синхронизирующих импульсов; 3 - задающего генератора; 4 - формирователя высоковольтных импульсов; 5 - блока поджига ламп накачки. Двухлучевой запоминающий осциллограф 7 использовался для контроля за работой лазерного стробоскопа. Импульсы света, преобразованные в электрические фотоэлементом 6, подавались на один вход осциллографа, электрический сигнал, управляющий ячейкой, на другой.
Электронная схема управления модулятором обеспечивала запирание светозатвора в момент подачи импульса на поджиг ламп накачки и импульсное снятие этого напряжения на время (2+8)•10“? с регулируемой частотой повторения.
Основные принципы, положенные нами в основу при разработке
электронной схемы управления лазерным стробоскопическим источником света, заключались в следующем:
- возможность в широких пределах и с высокой точностью устанавливать временные интервалы между импульсами, а также изменять число и длительность импульсов;
- высокая надежность и простота схемы управления.
Надежность достигалась использованием серийно выпускаемых приборов в качестве отдельных блоков схемы управления. Для синхронизации работы стробоскопа с исследуемым процессом применялся шестиканальный генератор задержанных импульсов ГЗИ-6 (ГИ-І). Наличие в нем шести взаимозаменяемых каналов, временная задержка в которых регулировалась в пределах 1+1000мкс, позволяло легко осуществлять временное согласование работы отдельных блоков схемы управления с работой экспериментальной установки.
В качестве генератора, задающего параметры управляющих импульсов, использовался двухканальный генератор с точно калиброванным временным сдвигом Г5-27 (Г5-35). При работе в паспортном режиме генератор Г5-27 позволял: