Влияние электростатического поля на ламинарное горение углеводородных жидкостей

• Автор: Зырянов, Илья Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.14, 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Управление процессом горения

1.1. Математичеекое описание процесса горения

1.2. Ионизация в зоне горения.

1.3. Влияние электрического поля на горение топлив

1.3.1 Газообразные топлива

1.3.2. Твердые топлива

1.3.3. Жидкие топлива.

1.3.4. Механизмы действия поля на горение топлив

1.5. Влияние поля на свойства веществ.

1.7. Постановка задачи исследования.
1.8. Методы изучения электрических потенциалов и температур в зоне горения жидкого топлива.
1.8.1. Изучение ионизации в пламенах
1.8.2. Измерение температуры в зоне горения.
Глава 2. Экспериментальный стенд и методика эксперимента
2.1.Экспериментальный стенд для изучения диффузионного горения
жидких топлив.
2.2. Методика измерения электрического потенциала.
2.4.Методика и устройство измерения температуры.
2.5. Методика изучения скорости выгорания жидкости
2.6. Скоростная съемка процессов горения
2.7. Погрешности измерений
Глава 3. Закономерности горения жидкости в электрических полях
3.1. Влияние ноля конфигурации штырьсетка на скорость горения жидкости
3.2. Действие электрического поля, созданного локально в областях зоны горения.
3.2.1. Влияние поля, созданного в области факела
3.2.1.1. Изменение скорости горения жидкости под действием электрического ноля, созданного в области факела пламени.
3.2.1.2.Тепловая структура пламен алканов
3.2.1.3.Ионизация в пламенах алканов.
3.2.1.4.Обсуждение результатов.
3.2.1.5.Описание изменения геометрии пламени под действием электрического поля
3.2.2. Предварительная обработка жидкости электростатическим полсм
3.2.2.1. Экспериментальное исследование изменения скорости выгорания жидкости при предварительной электрополевой обработке
3.2.2.2. Влияние электрического поля, созданного в жидкости, на горение
Глава 4. Влияние электрического поля, созданного на границе раздела фаз, на горение
4.1. Результаты экспериментов
4.2. Измерение температуры в зоне горения
4.3. Скоростная видеозапись процессов, происходящих в зоне горения .
4.4. Лазерная диагностика пламени
4.5. Обсуждение результатов
4.6. Фазовые переходы
4.7. Физическая модель изменения фазового перехода при горении в электрическом поле.
4.7. Влияние электростатического поля, наложенного интегрально, на горение жидкости.
Выводы.
Литература


Г., Дунева О. И., Д. Саламандра, Венцтель Н. М., Фиалков А. Б., Фиалков Б. А. и др. Большинство исследователей работали с газофазными топливами, это позволило им выявить механизм влияния поля на пламя. Малое количество работ посвящено изучению горения конденсированных веществ в электростатических нолях. Отсутствуют экспериментальные данные по исследованию динамики и механизма фазовых переходов и теплофизических свойств топлива в электростатическом поле при горении. Исходя из вышесказанного, данная работа посвящена исследованиям результатов локального действия поля на область пламени, область топлива и границу раздела фаз при горении жидких топлив и механизму изменения скорости горения при интегральным воздействии электростатического поля. Целью работы является: на основе экспериментальных исследований установление закономерностей и механизма воздействия электростатического поля на процесс горения углеводородных жидкостей. Методы исследования. Скоростная киносъёмка и фотосъемка пламени и поверхности топлива. Экспериментально получены закономерности изменения скорости горения жидких алканов с открытой поверхности в электрических полях, созданных локально в отдельных областях зоны горения. Изучены распределения потенциалов и температур в пламенах алканов. С учетом массовых сил в электростатическом поле дана интерпретация действия поля на форму пламени, которое учтено в решении задачи Бурке - Шумана. Методом скоростной видеосъёмки изучены эволюция факела, изменение поверхности горения жидкости и диспергирование к-фазы при воздействии поля на границу раздела фаз. Обнаружен переход испарения во взрывное кипение при наложении электростатического поля на границу раздела фаз. Результаты экспериментального исследования распределения температуры и электрических потенциалов в пламёнах жидких предельных углеводородов. Результаты экспериментального исследования скоростей выгорания жидких алканов и керосина в электростатических полях, созданных локально в области факела, области жидкости и в области раздела фаз зоны горения, а также интегрально. Результаты визуализации подпроцессов процесса горения: фазового перехода жидкости, изменения поверхности и эволюция факела горения при взрывном кипении. Обнаруженный процесс перехода испарения во взрывное кипение горящей жидкости при наложении электростатического поля на границу раздела фаз. Достоверность результатов работы подтверждается соответствующей точностью и тарировкой измерительных систем, воспроизводимостью результатов экспериментов, использованием современных компьютерных аппаратных и программных средств сбора и обработки данных, согласованием полученных результатов с работами других исследователей. Практическая ценность. Обнаруженные эффекты влияния полей расширяют систему знаний о горении в целом. Представленные в работе результаты, а также обнаруженные эффекты углубляют понимание особенностей механизмов влияния электростатических нолей на горение. Работа частично выполнена при поддержке гранта РФФИ 8-а. Общая физика» Вятского государственного гуманитарного университета. Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих международных и всероссийских конференциях: Всероссийская научно-техническая конференция «Наука -производство - технология - экология», Киров, , , ; Международная научная конференция «Туполевские чтения», Казань, , , ; VII Всероссийская научно-техническая конференция «Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей», Самара, . По результатам работ автор удостоен наград: Диплом I степени международной научной конференции «XVI Туполевские чтения», Казань, ; Диплом I степени международной научной конференции «XVII Туполевские чтения», Казань, ; Диплом I степени международной научной конференции «XVIII Туполевские чтения», Казань, . Публикации. По теме диссертации опубликовано научных работ: Из них: тезисы докладов научно-технических конференций, 1 статья в журнале, рекомендуемом ВАК для публикации основных результатов диссертаций.