7 / 12
Экспериментально-теоретическое исследование истечения продуктов сгорания…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 10·2016 7
получена тонкая структура температурного поля, характеризуемая
локальным повышением статической температуры в зонах торможе-
ния в прямых скачках за срезом сопел. Заметим, что в данном расчете
не учитывалось догорание продуктов газогенерации, имеющих отри-
цательный кислородный баланс, в кислороде окружающего воздуха.
Визуализация и оптико-электронная дешифровка видеоизоб-
ражений.
Рассмотрим результаты цифровой обработки видеоизоб-
ражений испытаний модельного ГГ, полученные с использованием
скоростной цифровой видеокамеры «Видео Спринт», и результаты
пирометрической диагностики, которая выполнена в соответствии с
методикой, изложенной в работе [9]. В основу методики положена
яркостная пирометрия — изменение интенсивности излучения нагре-
того тела при увеличении (уменьшении) его температуры. Сущность
методики заключается в измерении на фиксированной длине волны
λ
max
интенсивности излучения объекта, которая пропорциональна яр-
кости и зависит от абсолютной температуры излучающего тела. Ре-
гистрация монохроматической яркости осуществляется с помощью
интерференционного светофильтра, выделяющего из видимого спек-
трального диапазона узкий участок длин волн. В работе использован
светофильтр с максимумом пропускания в области 552,5 нм.
Были заданы следующие параметры видеосъемки:
•
частота 500 кадр/с;
•
экспозиция кадра 2 мкс;
•
разрешение 1280
×
500 пикселов.
На рис. 7, 8 приведены видеоизображения (в режиме наложения
псевдоцветового изображения на полутоновое) процесса истечения
продуктов сгорания из двухсоплового блока модельного ГГ с вклады-
шами минимального сечения диаметром 5,5 и 8,5 мм соответственно.
Анализ поля температур позволяет заключить следующее.
1. Скоростная съемка выявила ярко выраженную турбулентную
структуру факела, наличие на его периферии вихревых структур, ге-
нерируемых в результате взаимодействия истекающей струи с окру-
жающим воздухом.
2. Химические реакции, обусловленные догоранием продуктов
газогенерации в воздухе, приводят к повышению температуры за сре-
зом сопла. Так, на серии видеокадров (см. рис. 7) наибольшее значе-
ние радиационной температуры ~2 300 K наблюдается на некотором
расстоянии за соплами ГГ. После выхода на режим наибольшее зна-
чение температуры увеличивается и составляет ~2 500 K. Причем об-
ласти с наибольшими температурами локализованы и имеют осевую
протяженность 40…80 мм.
3. Струи, истекающие из верхнего и нижнего сопел, смыкаются
на расстоянии ~100…120 мм от плоскости их выходных отверстий, и
ниже по потоку газодинамическая картина соответствует истечению
из односоплового блока.