Перевод названия: SPATIAL AND TEMPORAL RESOLUTION OF THE PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY TECHNIQUE IN FLAME SPEED MEASUREMENTS
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2014
Ключевые слова: анемометрия, piv, Particle image velocimetry, Mache-Hebra burner, Flame speed, digital flow visualization, горелка Маха - Хебра, скорость распространения пламени, цифровая трассерная визуализация
Аннотация: Исследованы ограничения пространственного и временного разрешения метода PIV (particle image velocimetry) при измерении поля скорости в ламинарном пламени. Ограничения вызваны необходимостью внесения взвеси трассерных частиц в поток. Для метановоздушной смеси с коэффициентом стехиометрии 0.9 определено, что при массовой доле твердыПоказать полностьюх частиц TiO 2 свыше 0.08 % изменение скорости распространения пламени частицами превышает 5 %. Максимальное пространственное разрешение метода PIV, для которого влияние частиц незначительно, соответствует концентрации 0.03 %, при этом минимальный разрешаемый масштаб ограничен величиной, в 200 превышающей размер трассерных частиц. На основе аналитических оценок, сравнения результатов измерения скорости частиц во фронте пламени и численного расчета сделан вывод, что частицы размером менее 2 мкм удовлетворительно отслеживают скорость потока. В этих условиях погрешность измерения скорости главным образом определяется ограниченным пространственным разрешением метода PIV. Результаты выполненной работы могут быть использованы для оценки погрешности измерений PIV в других экспериментальных исследованиях пламен. Limitations of the spatial and temporal resolution of the particle image velocimetry (PIV) technique in velocity field measurements in a laminar flame have been investigated. The limitations are due to the need to introduce a suspension of tracer particles into the flow. For a methane-air mixture with a stoichiometry coefficient of 0.9, it is determined that at a mass fraction of TiO 2 solid particles over 0.08%, the change in the flame propagation velocity by the particles exceeds 5%. The maximum spatial resolution of PIV for which the influence of the particles is insignificant corresponds to a concentration of 0.03%; in this case, the minimum resolvable scale is limited by a value 200 times larger than the size of tracer particles. Based on analytical estimates and a comparison of measured and numerically calculated particle velocities in the flame, it is concluded that particles smaller than 2 mm adequately track the flow velocity. Under these conditions, the error of the velocity measurement is mainly determined by the limited spatial resolution of PIV. The results of the work can be used to evaluate PIV measurement errors in other experimental studies of flames.
Журнал: Физика горения и взрыва
Выпуск журнала: Т. 50, № 5
Номера страниц: 13-21
ISSN журнала: 04306228
Место издания: Новосибирск
Издатель: Федеральное государственное унитарное предприятие Издательство Сибирского отделения Российской академии наук