Поплавский С.В.   Бойко В.М.  

Комплекс оптических методов для исследования газожидкостных струй

Докладчик: Поплавский С.В.

Изучение диспергирования жидкостей и динамики спреев в градиентных газовых потоках это фундаментальная задача в рамках проблемы межфазного тепло- массо- и энерго-обмена в неравновесных гетерогенных системах. Генерация жидких спреев используется в различных технологических процессах в химической индустрии, энергетике, авиационном и ракетном двигателестроении, а данные по физическим механизмам аэродинамического дробления жидкостей критически востребованы при создании эффективных форсунок, инжекторов и сопел.
Цель данной работы заключалась в создании комплекса оптических методов для изучения диспергирования и динамики жидкостей в высокоскоростных газовых струях. На примере сверхзвуковой коаксиальной струи с центральной подачей жидкости на режимах Npr=4 и Npr=6 отлажена методика, позволяющая получать новые данные о структуре двухфазного потока.
В работе использовались четыре основных оптических метода:
1. Теневая визуализация для регистрации геометрии и волновой структуры струи;
2. Метод PIV для регистрации поля скорости газа;
3. Лазерный Доплеровский Анемометр (ЛДА) с прямым спектральным анализом для измерения скорости частиц спрея;
4. Метод малоуглового рассеяния света для регистрации дисперсности спрея, реализованный в серийном приборе Malvern “Spray Tech”.
Два последних метода имеют локальный характер измерений и могут регистрировать дисперсность и скорость капель одновременно в одной точке потока. Одномоментные локальные измерения скорости и размеров капель в насыщенных газожидкостных потоках выполнены впервые. Впервые предложен метод оценки концентрации жидкости в струе по данным теневой визуализации. Показано, что, данная конфигурация оптических методов диагностики позволяет комплексно исследовать высокоскоростные газокапельные струи в широком диапазоне скоростей газа и расходов жидкости.


К списку докладов