Введение
Глава 1. Особенности пламени предварительно перемешанной смеси горючего и окислителя в условиях микрогравитации 13
1.1 Общие представления о влиянии гравитационных сил на процессы горения 13
1.2 Механизмы горения метана 19
1.3 Метод полного и неполного локального химического равновесия в горении метана в воздухе 22
1.3.1 Концепция частичного локального химического равновесия ЧЛХР 23
1.3.2 Минимизация энергии Гиббса 24
1.4 Гидродинамические, акустические и тепловые неустойчивости горения 28
1.4.1 Теорема о расщеплении мод колебаний волн 28
1.4.2 Гидродинамическая мода 32
1.4.3 Акустическая мода 33
1.4.4 Тепловая, перегревная или энтропийная мода 33
1.5 Влияние гравитационных сил на неустойчивости реагирующих потоков 33
1.5.1 Неустойчивость Кельвина-Гельмгольца в пламени предварительно перемешанной смеси 34
1.5.2 Гидродинамическая неустойчивость Ландау-Дарье в реагирующих потоках 39
1.5.3 Конвективно-диффузионная неустойчивость 40
1.5.4 Неустойчивость Релея-Тейлора в пламени предварительно перемешанной смеси 42
1.6 Растяжение пламени 45
1.7 Пределы воспламенения перемешанных смесей 48
Основные выводы по Главе 1 53
Глава 2. Экспериментальные стенды и методы исследований 55
2.1 Экспериментальные установки 55
2.1.1 Лабораторные эксперименты в условиях гравитации . 55
2.1.2 Эксперименты в условиях микрогравитации 57
2.2 Экспериментальные методы и диагностики 59
2.2.1 Термоанемометрический метод 60
2.2.2 Скоростная видео-съемка хемилюминесценции пламени . 61
2.2.3 Измерения скорости потока методом Particle Image Velocimetry (PIV) 62
2.2.4 Диагностика потока методом индуцированной лазерной флуоресценции (PLIF) 68
Основные выводы по Главе 2 70
Глава 3. Оптимизация параметров установок для расширения области стабильного пламени 71
3.1 Методы стабилизации пламени 71
3.2 Численное моделирование потока в сопле 72
3.3 Экспериментальные исследования методом PIV 74
3.4 Экспериментальные исследования методом термоанемометрии . . 78
3.5 Оптимизация гидродинамических режимов горения 80
Основные выводы по Главе 3 83
Глава 4. Результаты измерений характеристик пламени предварительно перемешанной смеси 85
4.1 Растяжение конического пламени 85
4.2 Высота факела и скорости ламинарного горения 89
4.3 Низкочастотные колебания и мерцание пламени 92
4.3.1 Экспериментальное исследование мерцания факела метано-воздушного пламени 92
4.3.2 Моделирование мерцания на пакете FlowVision 98
4.4 Представление результатов в критериальном безразмерном виде . 104
Основные выводы по Главе 4 111
Заключение 113
Список сокращений и условных обозначений 115
Список литературы 117
Список рисунков 133
Список таблиц 137
Приложение А. Схема окисления метана в механизме GRI-Mech. 3.0 138
Приложение А. Сокращенная схема окисления метана 147
