Влияние электрического поля на тепловую структуру диффузионного пламени коаксиальных струй

• Автор: Бобров, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.07.05, 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 113 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Ионизация при горении.

1.1.1. Электрическая структура пламени

1.1.2. Влияние коэффициента избытка окислителя на ионизацию при

горении.

1.1.3. Влияние инертных добавок на ионизацию при горении

1.2. Влияние электрического поля на процесс горения.

1.2.1. Влияние электрического поля на характеристики процесса

горения.

1.2.2. Повышение экологичности сэсигания топлив в энергетических

установках
1.2.3. Влияние электрического поля на процесс горения жидкостей.2
1.3. Влияние магнитного поля на геометрию пламени
1.4. Влияние электрического юля на геометрию пламени.
1.5. Методы исследования электрофизических характеристик пламени
1.5.1. Микроволновая диагностика
1.5.2. Зонд Ленгмюра
1.5.3. Двойной электрический зонд.
1.5.4. Электростатический зонд
1.5.5. Оптические методы измерения температуры
1.5.6. Измерение температуры с использованием термопар
1.5.7. Термометр сопротивления
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. ЭКСПЕРИМЕ П АЛЬНАЯ УСТАНОВКА.
2.2. Методика проведения эксперимента и обработки
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Визуализация экспериментальных данных.
3.2. Тепловая структура диффузионного пламени
3.2.1. Тепловая структура пламени, инертная добавка в составе
окислителя Не.
3.2.2. Тепловая структура пламени, инертная добавка в составе
окислителя 2.
3.2.3. Тепловая, структура пламени, инертная добавка в составе окислителя Аг.
3.3. Электрическая структура диффузионного пламени
3.3.1. Электрическая структура пламени, инертная добавка в составе окислителя Не.
3.3.2. Электрическая структура пламени, инертная добавка в составе окислителя 2.
3.3.3. Электрическая структура пламени, инертная добавка в составе окислителя Аг.
3.4. Выбор напряженности электрического поля наиболее эффективно
ВЛИЯЮЩЕЙ НА ГОРЕНИЕ.
3.5. Влияние электрического поля на тепловую структуру пламени
3.5.1. Тепловая структура пламени при наложении продольного постоянного электрического поля, инертная добавка в составе окислителя Не.
3.5.2. Тепловая структура пламени при наложении продольного постоянного электрического поля, инертная добавка в составе окислителя 2.
3.5.3. Тепловая структура пламени при наложении продольного постоянного электрического поля, инертная добавка в составе окислителя Аг.
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Влияние инертной добавки на температуру области горения
4.2. Влияние коэффициента избытка окислителя на температуру области горения.
4.3. Влияние коэффициента избытка окислителя и природы инертной добавки на электрический потенциал области горения
4.4. Изменение электрической и тепловой структуры пламен при
ПЕРЕХОДЕ ОТ БОГАТЫХ К БЕДНЫМ ПЛАМЕНАМ.
4.5. Влияние внешнего электрического поля на тепловую структуру ПЛАМЕНИ.
4.6. Изменение теплового потока в кфазу при наложении электрического поля на горящую поверхность СТРТ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Большой интерес исследователей уделяется вопросу взаимодействия пламени с электрическими полями, объясняется это прежде всего возможностью существенного воздействия на процесс горения без затраты большого количества энергии. Интенсивно исследуется участие заряженных частиц в образовании и росте зародышей сажи, в процессах воспламенения и распространения волны горения. Однако основные вопросы, связанные с механизмами образования первичных и последующих ионов, с ролью ионов в процессах происходящих при горении, использовании электрических свойств пламени для управления процессом горения, остаются открытыми. Влияние электрического поля на процесс горения ксистем в настоящее время изучено мало. Экспериментальные работы по изучению влияния электрического поля на процесс горения ксистем, показали изменение скорости горения в зависимости от направления поля. Что позволяет сделать вывод о участии заряженных частиц в процессе горения ксистем. На сегодняшний день, не одна из существующих моделей гетерогенного горения топлива не рассматривает влияние электрофизических процессов, которые, несомненно, играют не маловажную роль в процессе горения. Исходя из вышесказанного, актуальной становится задача по экспериментальному определению теплового состояния получаемого диффузионного пламени, расположения источников и стоков тепла и исследованию влияния внешнего электрического поля на тепловую структуру диффузионного пламени коаксиальных струй, с использованием полученных закономерностей для управления скоростью горения СТТ. Цель диссертационной работы. Развитие системы знаний, детализация моделирования процесса горения с целью нахождения возможности и методики управления величиной скорости горения СТТ при помощи внешнего электрического ПОЛЯ. Исследовать распределения температур и электрических потенциалов в диффузионных пламенах коаксиальных струй. На основе полученных результатов исследовать механизм действия электрического поля на скорость горения СТТ. Объект исследования. Диффузионное ламинарное пламя коаксиальных струй. Предмет исследования. Электрическая и тепловая структура диффузионного ламинарного пламени коаксиальных струй пропана и кислорода с инертными добавками. На изготовленной установке произведено моделирование пламен, реализующихся при горении СТТ. Изучено распределение температуры и электрического потенциала при диффузионном горении коаксиальных струй в зависимости от величины коэффициента избытка окислителя и природы инертного разбавителя. Найдены места локализации тепловых и электрических источников. Найдено и описано изменение геометрии пламени, распределения температуры, мест локализации тепловых источников в результате взаимодействия внешнего электрического поля с заряженными областями пламени. На основании полученных экспериментальных результатов дана интерпретация механизма влияния электрического поля на скорость горения I. Достоверность результатов работы обеспечивается соответствующей точностью и тарировкой измерительных систем, воспроизводимостью результатов экспериментов, использованием современных компьютерных аппаратных и программных средств сбора и обработки данных. Практическая ценность и внедрение. Полученные результаты позволяют описать механизм влияния электрического поля на скорость горения СТТ и служат рекомендациями при разработке методологии регулирования процесса горения СТТ с помощью внешнего электрического поля. Установленные в работе закономерности создают предпосылки для разработки принципиально новых способов управления, контроля процесса горения на основе использования электрических явлений в пламени. Полученные экспериментальные данные можно использовать для описания механизмов взаимодействия пламени газообразных, жидких, дисперсных и твердых веществ с электрическим полем. Работа отмечена грантом УМНИК по теме Разработка методики интенсификации процесса горения внешним электрическим полем для энергетических установок госрегистрации . Научная и практическая значимость работы подтверждена актом об использовании результатов диссертационной работы ФГУП НПО Техномаш. Личное участие.