Измерение характеристик распыла воды в сносящем дозвуковом потоке воздуха теневым и интерференционным методами
1,2, 1,3
1Московский физико-технический институт, Лаборатория гиперзвуковых и плазменных технологий, Долгопрудный
2Центральный институт авиационного моторостроения имени , Москва
3Объединенный институт высоких температур РАН, Москва
e-mail: *****@***ru
Работа посвящена сравнению теневого и интерференционного (на основе Mie рассеивания [1]) методов оптической диагностики распыла воды в сносящем дозвуковом потоке воздуха с числами Маха от 0.2 до 0.6. Для распыла воды использовались форсунки с диаметрами сопел от 0.4 до 0.8 мм, установленные на специальном пилоне. В экспериментах распыл осуществлялся как вдоль газового потока, так и перпендикулярно к нему. Получены гистограммы распределения размера и компонент скорости капель в различных сечениях рабочей камеры для широкого диапазона скоростей набегающего потока. Определены средние счетный D10 и объемно-поверхностный D32 диаметры капель. Анализ полученных теневым способом мгновенных микрофотографий двухфазного течения (с разрешением не хуже 1 мкм/пиксель) показал стадии дробления капель, особенно в зонах нестационарного обратно-вихревого движения воздуха за пилоном (дорожка Кармана). Отмечено, что при определенных параметрах двухфазного потока (суммарный расход воды, объемная концентрация капель, количество осажденных капель на оптических окнах) проведение измерения свойств распыла затруднено или невозможно. В таких случаях указанные оптические методики приобретают недостатки, такие как малая доля обнаружения капель, селективность по диаметрам, невозможность набора статистических данных по скоростям капель. В целом наиболее устойчивой к различным негативным факторам методикой оказалась теневая. Интерференционный метод показал лучший результат при измерении свойств распыла в диапазоне диаметров капель более 2 мкм. Кроме того, теневой метод позволяет определить форму капель, а также не накладывает ограничение, связанное с прозрачностью жидкости распыла.
1. R. Ragucci, A. Cavaliere, P. Massoli, Drop Sizing by Laser Light Scattering Exploiting Intensity Angular Oscillation in the Mie Regime. // Particle & Particle Systems Characterization, 7:221–225, 1990.
