Перевод названия: STEREO PIV DIAGNOSTICS OF FLOW STRUCTURE IN SWIRLING TURBULENT PROPANE FLAMES
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2009
Ключевые слова: закрученная струя, пламена, stereo PIV, swirling jet, Premixed flame
Аннотация: Работа посвящена экспериментальному исследованию мгновенной и средней структуры течения в предварительно перемешанном пропано-воздушном закрученном пламени при помощи бесконтактного оптического метода PIV (Particle Image Velocimetry) в стереоскопической конфигурации. Представлена визуализация типичных режимов горения для закрученноПоказать полностьюго и незакрученного пламени в широком диапазоне чисел Рейнольдса и коэффициентов избытка топлива, определены границы области устойчивого горения. Для характерных режимов горения выполнены измерения полей мгновенной скорости, по которым были рассчитаны пространственные распределения средней скорости и компонент кинетической энергии турбулентности. Исследовано взаимодействие пламени с крупномасштабными вихревыми структурами, а также показано существенно различное влияние горения на турбулентную структуру закрученной струи. В работе приведено описание алгоритмов обработки экспериментальных данных, в частности адаптированного кросскорреляционного метода расчета мгновенных полей скорости, основанного на анализе локальной концентрации трассеров на PIV изображениях. Метод позволяет эффективно отфильтровывать ошибочные вектора, которые появляются в областях с малой концентрацией трассеров при диагностике газовых потоков, и эффективно рассчитывать пространственные распределения таких характеристик, как интенсивность турбулентных пульсаций. This paper is devoted to experimental study of the instantaneous and average flow structure in the pre-mixed propane-air swirling flames using optical noncontact PIV (Particle Image Velocimetry) method in stereoscopic configuration. A visualization of the typical regimes of combustion for the swirling and non-swirling flame in a wide range of Reynolds numbers and equivalence ratios is presented. In addition, boundaries of steady combustion are defined. Measurements of instantaneous velocity fields for typical combustion regimes are performed. Instantaneous velocity fields were used to calculate the spatial distribution of the mean velocity and turbulence kinetic energy component. Interaction of the flame with a large-scale vortex structures is studied. It shows significantly different effects of burning on the turbulent structure of twisted jet. The paper describes algorithms of data processing, in particular, adaptive cross-correlation method of calculating the instantaneous velocity fields based on an analysis of the local particle image concentration. This method allows to effectively filtering out the velocity vector outliers, which appear in areas with low concentration of tracers during gas flows diagnostics, and calculate the spatial distribution of such characteristics as the intensity of turbulent pulsations.
Журнал: Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика
Выпуск журнала: Т. 4, № 3
Номера страниц: 30-42
ISSN журнала: 18187994
Место издания: Новосибирск
Издатель: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский национальный исследовательский государственный университет