Телевизионные методы регистрации и контроля теплофизических параметров в технологиях самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

• Автор: Коротких, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 169 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Особенности горения и взрыва СВ-синтеза и средства их контроля,
1.1. Обзор свойств и важнейших характеристик пространственной и температурной динамики СВ-синтеза
1.2. Обзор методов и средств контро/и теплофизических параметров СВ-синтеза
1.3. Постановка задачи ТВ-регистрации и контроля основных параметров пространственной динамики горения
1.4. Выводы из первой главы
Глава 2. Теоретическое обоснование методики ТВ-регистрации теплофизических параметров, математические модели.
2.1. Модель фронтального горения
2.2. Математическое описание теплофизических параметров СВС-реакции
2.2.1. Модель теплового излучения фронта горения
2.2.2. Модели скоростных параметров фронта горения
2.3. Сопоставление и интерпретация пространственно-временных теплофизических параметров фронта горения в ТВ-изображениях
2.3.1. Модель числа Фурье в значениях видеосигнала
2.3.2. Модель коэффициента температуропроводности
2.4. Оценка погрешностей при регистрации
2.5. Выводы из второй главы

Глава 3. Экспериментальные ТВ-установки регистрации температурной и пространственной динамики СВ-процесса.
3.1. Принципы построения оптоэлектронных средств и методов измерений
3.2. Базовая архитектура цифровых микропроцессорных устройств регистрации температурно-скоростных параметров дисперсных . веществ
3.2.1. Двухканальный телевизионный цифровой регистратор оптических полей
3.2.2. Фотодиодный матричный цифровой регистратор оптических полей
3.3. Порог быстродействия матричного ТВ-регистратора оптических полей с параллельным аналого-цифровым преобразованием
3.4. Регистратор тепловых оптических полей с ТВ-датчиком, работающим в вещательном стандарте
3.5. Схема калибровки ТВ-установок по температурным и линейным эталонам
3.6. Выводы из третьей главы
Глава 4. Экспериментальные методики ТВ-регистрации пространственной динамики и теплофизических параметров процессов СВ-синтеза.
4.1. Основные алгоритмы телевизионных измерений геометрических,
динамических и энергетических параметров при исследовании
пространственной динамики фронта горения СВС
4.2. Алгоритм нормировки телевизионной камеры по элементу с
максимальным динамическим диапазоном
4.3. Методика первичной калибровки телевизионной измерительной системы (ТИС)
4.3.1. Калибровка ТИС по первичным температурным эталонам

4.3.2. Оценка разрешающей способности ТИС. Масштабный коэффициент, калибровка по линейным образцам
4.4. Методика статистической обработки изображений. Оптимизация исследований
4.5. Экспериментальное исследование динамических характеристик реакционного пространства бинарных СВС-систем
4.5.1. Методика регистрации и исследование температурной динамики во фронте горения
4.5.2. Экспериментальное исследование пространственно-временного температурного распределения с применением телевизионного регистратора оптических полей - тепловизора
4.5.3. Экспериментальное определение яркостной температуры и скорости фронта горения
4.6. Экспериментальное определение коэффициента температуропроводности в ходе реакции СВС
4.7. Выводы из четвертой главы
Основные выводы и результаты работы
Заключение
Литература
Приложения

горения. Для определения указанных параметров использовалось обратное решение системы уравнений теплопроводности и полноты реакции:
d dT <*Т m 2а 2встТ4
—(Х-рЭ-тс— + Ф-— (Т-Т0)
dx dx dx D D
i3 + = 0 (1.13)
dx Q
при граничных условиях : X=-oo, T=Tq, dT/dX=0, tj=0;
X=+oo, T=To, dT/dX =0, ti=1 (1.14)
где га - массовая скорость горения; с - теплопроводность; е - коэффициент излучения реакционной зоны; о - постоянная Стефана-Больцмана; Q -теплота реакции; Т - начальная температура, D - диаметр таблетки, а -коэффициент теплоотдачи, X - степень полноты реакции, Ф - скорость тепловыделения. Зависимость теплопроводности зоны волны горения от степени полноты реакции принималась линейной:
Х = Хкг] + Хш(1-т]) (1.15)
где X и Хеш соответственно теплопроводности конечного продукта и исходной смеси.
При известных значениях Т(х), Т|(х), Ф(х) можно определить энергию активации (Е) и вид кинетической функции. Сначала находят Е. Из набора Ф и Т при фиксированных ц строят графики 1пФ относительно 1/Т и из наклона прямых находят Е, соответствующие разным т|. Затем определяется собственно кинетический закон т.е. зависимость Ф от ц. Для этого строят