Оптические измерения размеров капель в реальных потоках
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2017-3-40-47Аннотация
Проведен сравнительный анализ оптических методов исследования газокапельных потоков. Результаты показали, что для исследования распыла топливной форсунки наиболее применимы методы InterferometricParticleImaging (далее IPI) и GlarePointTechnique (далее GPT). Проведены измерения размеров капель жидкости в факеле распыла пневматической форсунки этими двумя методами. Измерения характеристик распыла топливной форсунки на разных режимах работы обоими методами (IPI и GPT) показали, что для выбранной схемы измерений метод IPI эффективнее определяет частицы в диапазоне от 5 до 100 мкм, а метод GPT - в диапазоне от 20 до 200 мкм. Для автоматизации метода GPT создано программное обеспечение с процедурой валидации капель жидкости, использующей вейвлет-преобразование. По измеренному методом GPT распределению размеров и скоростей капель жидкости восстановлена относительная расходная характеристика топливной форсунки. При комбинации двух методов диапазон измеряемых размеров капель соответственно значительно расширился. На интервале диаметров капель от 30 до 100 мкм результаты по количеству измеренных капель для обоих методов примерно одинаковы. Применение только одного из методов в практических приложениях может привести к значительным ошибкам. Так заутеровский диаметр D32, рассчитанный по данным только метода IPI, составил ~40 мкм, а по данным GPT ~80 мкм.Библиографические ссылки
Adrian R.J., Westerweel J. Particle image velocimetry. Cambridge: Cambridge University Press, 2011, 558 p.
N. Damaschke, H. Nobach, C. Tropea. Optical limits of particle concentration for multi-dimensional particle sizing techniques in fluid mechanics. Experiments in Fluids, 2002, no. 32, pp. 143–152
Semidetnov N., Tropea C. Conversion relationships for multidimensional particle sizing techniques. Measurement Science and Technology, 2004, no. 15, pp. 2499–2509
Van de Hulst H.C., Wang R.T. Glare points. Applied Optics, 1991, vol. 30, pp. 4755–4763
Sukhanovskii A., Batalov V., Stepanov R. Comparison of Direct optical and IPI methods in real flow measurements. Proceedings 26th European Conference on Liquid Atomization & Spray Sys-tems, Bremen, Germany, 8–10 September 2014. pp. 1–9.
Sukhanovskii A., Batalov V. and Stepanov R. Using of direct imaging and IPI techniques for measurements in nozzle sprays. AIP Conference Proceedings, 2016, vol. 1770, 030023.
DOI: 10.1063/1.4963965
Maeda M., Akasaka Y., Kawaguchi T. Improvements of the interferometric technique for simultaneous measurement of droplet size and velocity vector field and its application to a transient spray. Experiments in Fluids, 2002, no.33, pp. 125–134. DOI 10.1007/s00348-002-0453-4
Kawaguchi T., Akasaka Y., Maeda M. Size measurements of droplets and bubbles by advanced interferometric laser imaging technique, Measurement Science and Technology, 2002, vol. 13, pp. 308−316.
Stepanov R. A. Programma opredeleniia razmerov i skorostei kapel' aerozolia po ikh opticheskim izobrazheniiam (Program of aerosol droplets size and velocity determination from its optical images). Certificate of state registration of the computer program N. 2013611440. Rospatent, 2013.
Batalov V., Stepanov R., Sukhanovsky A. Application of direct optical methods for investigation of two-phase flow characteristics, Trudy MAI (Electronic journal), 2014, no.76, URL: http://trudymai.ru/pub-lished.php?ID=50074
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
