Кореляційний метод для вимірювання часу згоряння мікророзмірнихчастинок металу в полум'ї пилу
DOI:
https://doi.org/10.18524/0367-1631.2024.62.318556Ключові слова:
кореляційний аналіз, автокореляційна функція, час горіння частинок, полум’я металевого пилу, полідисперсністьАнотація
У статті розглянуто можливості експериментального визначення часу горіння частинок металу за допомогою кореляційного аналізу світності полум'я. Експерименти проводилися для полум’я пилу мікророзмірних сферичних частинок (d10< 5 мкм) Fe, Zr та Al в осесиметричному ламінарному дифузійному полум’ї пилу. Щільність частинок у газовій суспензії (в азоті) становила близько 1012 м-3. Ширина зони горіння при температурі Т = (2000÷3000) К у полум'ї становила 1÷2 мм. За цих умов зона горіння оптично тонка. Це забезпечує додатковий внесок кожної частинки у випромінювання зони горіння. Експериментально, а також методами імітаційного моделювання показано, що на точність вимірювання часу горіння впливає стаціонарність об’єкта дослідження, форма радіаційного сліду від горючих частинок і полідисперсність вихідних частинок палива. . Встановлено, що основною причиною нестаціонарності полум'я є низькочастотні коливання різної природи, які виникають у реагуючому двофазному потоці в момент реєстрації випромінювання. Дослідження показали, що обробка часових рядів інтенсивності полум’я фільтром високих частот (HPF) із частотою зрізу близько 20 Гц значно покращує вигляд автокореляційної функції (AF) і дозволяє точніше визначати ефективну кореляцію. час (час горіння частинок). Обговорено обмеження застосування ФВЧ, які можуть призвести до спотворення АФ та часу кореляції. Інтерпретація AF і часів кореляції значно ускладнюється для полідисперсних газових суспензій частинок через залежність часу горіння частинок і їх радіаційних характеристик від розміру частинок. Методи імітаційного моделювання показують, що на практиці діапазон монодисперсності паливних частинок можна розширити до значень коефіцієнта варіації 20-25 %.
Посилання
Gill R J, Mohan S and Dreizin E L Sizing and burn time measurements of micron-sized metal powders // Rev. Sci. Instrum. – 2009. –Vol. 80. – P. 064101
Ning D, Shoshin Y, van Oijen J A, Finotello G and de Goey L P H Burn time and combustion regime of laser-ignited single iron particle // Combust. Flame. – 2021. – Vol.230. – P. 111424
Corcoran A L, Hoffmann V K and Dreizin E L Aluminum particle combustion in turbulent flames // Combust. Flame. – 2013.– Vol. 160. – P. 718–24
Fan Peng, Hecong Liu and Weiwei Cai. Combustion diagnostics of metal particles: a review // Meas. Sci. Technol. – 2023. – Vol. 34. – P. 042002 (21pp) https://doi.org/10.1088/1361-6501/acb076
Tao Li, Christopher Geschwindner, Andreas Dreizle, and Benjamin Böhm. Particle-resolved optical diagnostics of solid fuel combustion for clean power generation: a review // Meas. Sci. Technol. – 2023. –Vol. 34. – P. 122001 (36pp). https://doi.org/10.1088/1361-6501/acef49 .
Kornilov V. N.,KorobkoA. V., Kondratyev E. N. A correlation function method of recovering the combustion law parameters for particles burning in optically thin dust flames // Combustion and flame. – 2006. – V.146. – P. 530-540.
Florko I. V.,FlorkoA. V. , DoroshenkoY. A., Poletaev N. I. About determination of particle combustion time in dusty flame // European Aerosol Conference. –Greece, 2008. – T08A018P.
N. I. Poletaev “Determining the Burning Time of Fuel Particles in an Axially Symmetric Laminar Flame, in Chemical and Radiation Physics, Ed. by A. A. Berlin, G. B. Manelis, A. G. Merzhanov, and I. G. Assovskii (Torus Press, Moscow, 2011). – Vol. 4. – pp. 281–285.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
