Исследование обтекания тел гетерогенным потоком "газ - твердые частицы"

• Автор: Иванов, Тимур Федорович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Основные обозначения

Глава 1. Обзор работ по исследованию обтекания тел * гетерогенными потоками

1.1 .Течения с частицами в области критической точки тела

1.2. Расчетно-теоретические исследования течения с частицами в пограничном слое обтекаемого тела

1.3.Экспериментальные исследования течений с частицами

в пограничном слое обтекаемого тела

1.4. Выводы
Глава 2. Экспериментальная установка для исследования характеристик гетерогенного потока при обтекании затупленного тела. Методика измерений

2.1.Экспериментальная установка

2.2. Параметры гетерогенного потока, варьируемые в эксперименте

2.3. Особенности измерения скоростей чистого воздуха, частиц и их концентрации

2.4. Основные принципы измерения скоростей крупных твердых частиц
2.5. Методика определения локальной концентрации частиц
в потоке
2.5.1. Определение локальной концентрации частиц по частоте поступления данных
2.5.2. Определение локальной концентрации частиц по величине анодного тока ФЭУ
2.6. Выводы

Глава 3. Исследование обтекания тела с полусферическим торцем
3.1.Условия проведения экспериментов
3.2. Измерения характеристик гетерогенного потока в окрестности критической точки
• 3.2.1. Распределения скоростей частиц
3.2.2. Распределения осредненных скоростей воздуха и
частиц
3.3. Измерения характеристик гетерогенного потока в пограничном слое
3.3.1. Распределения скоростей и пульсаций скоростей «чистого» воздуха
3.3.2. Распределения скоростей и пульсаций скоростей частиц
3.3.3. Распределения концентрации частиц
* 3.4. Выводы
Глава 4. Исследование обтекания тела с плоским торцем
4.1. Условия проведения экспериментов
4.2. Измерения скоростей частиц в окрестности критической точки
4.3.Обобщение экспериментальных данных
4.4. Сравнение результатов эксперимента и расчета
4.4.1. Эксперимент
4.4.2. Расчет
4.5. Выводы
% Общие выводы
Литература

Основные обозначения
Величины
х - продольная координата, направленная вдоль оси симметрии потока, м;
у - поперечная координата, направленная перпендикулярно оси симметрии потока, м; т] - коэффициент осаждения частиц на поверхность;
I - длина рабочего участка, м;
г - расстояние от оси трубы, м;
Я - радиус трубы, обтекаемого тела, м;
с1р - диаметр частицы, м;
И - диаметр обтекаемого тела, м;
р - плотность газовой фазы, кг/м3;
рр — плотность материала частицы, кг/м3;
Ф - истинная объемная концентрация дисперсной фазы;
Фд - расходная объемная концентрация дисперсной фазы;
М - истинная массовая концентрация частиц в потоке;
Мс - расходная массовая концентрация частиц в потоке; и і - проекция скорости газовой фазы гетерогенного потока, м/с;
Уі - проекция скорости частицы, м/с;
и - проекция пульсации скорости газовой фазы, м/с;
у- - проекция пульсации скорости частицы, м/с;
в возможности проведения измерений без возмущения течения в области исследования. Также можно отметить целый ряд причин, делающих метод ЛДА привлекательным для исследования динамики потока:
1) высокое пространственное разрешение потока в силу малой величины измерительного объема;
2) высокое временное разрешение благодаря использованию быстродействующего процессора доплеровского сигнала;
3)не требует калибровки по причине линейной связи между частотой доплеровского сигнала и скоростью;
4) возможность проведения одновременного измерения нескольких компонент вектора скорости;
5) острая направленность измерений, так как измеряемая величина представляет проекцию вектора скорости в направлении, определяемом оптической системой;
6) возможность определения направления вектора скорости (измерение реверсивной скорости) потока, благодаря использованию оптикоэлектронного сдвига частоты;
7) высокая устойчивость и повторяемость результатов измерений.
Для успешного применения ЛДА при проведении исследований необходимо соблюдение следующих требований к рабочему участку:
1) исследуемый поток должен быть оптически прозрачным для зондирующих лазерных лучей;
2) при определении скоростных характеристик течения необходимо наличие в потоке светорассеивающих частиц-трассеров;
3)для организации доступа зондирующего излучения в рабочий участок требуется наличие окон.
Измерительный объем ЛДА. Пересечение двух лазерных лучей одной длины волны под определенным углом приводит к формированию интерференционного объема (рис.2.10).