Введение
ЧАСТЬ 1. Пограничный слой с химическими и фазовыми превращениями
Глава 1. Состояние проблемы 33
1.1. Результаты опытов по испарению воды. 34
1.2. Пограничный слой с гетерогенным горением 35
1.3. Пограничный слой с вдувом реагирующих веществ 36
1.4. Пограничный слой с переменной плотностью газа 38
1.4.1. На вертикальной стенке 39
1.4.2. На горизонтальной поверхности 40
1.5. Свободная конвекция при горении, краткий обзор 42
1.6. О проявлении крупномасштабных структур в процессах переноса 43
Обсуждение, выводы 46
Глава 2. Результаты экспериментальных исследований тепломассообмена при горении в пограничном слое.
2.1. «Тройная» аналогия процессов переноса. 48
2.2. Газофазное горение. Относительная функция тепломассообмена 52
2.3. Наблюдение структур в пламенах.
2.3.1. Горение газовых смесей 58
2.3.2. Диффузионное горение при смешанной конвекции 63
2.3.3. Диффузионное горение на горизонтальной стенке 65
2.3.4. Пламя во вращающемся потоке 67
Обсуждение, выводы 69
Глава 3. Анализ новых опытных данных.
3.1. Оценка влияния крупномасштабных структур на процессы переноса
3.2. Выбор критериев. Механизмы массопереноса при испарении и горении этанола. 77
3.3. Массоперенос при фазовых превращениях без горения.
3.3.1. Испарение воды 79
3.3.2. Коэффициенты переноса в пористых материалах 83
3.3.3. Массоперенос при испарении этанола без горения 85
3.3.4. Устойчивость расслоения к воздействию продольного градиента давления. Оценка масштабов структур 88
3.4. Массоперенос в пограничном слое с горением.
3.4.1. Свободно-конвективный массоперенос при испарении и горении спиртов на вертикальной стенке 89
3.4.2. Массоперенос при гетерогенном горении 91
Выводы 92
Глава 4. Горение: устойчивость крупномасштабных структур к внешнему воздействию
4.1. Горение с ускорением в сужающемся канале. Предварительные опыты. 92
4.2. Турбулизация ускоренного пограничного слоя с горением. 95
4.3. Моделирование массопереноса при наличии когерентных структур 97
4.4. Ускорение пограничного слоя с когерентными структурами 101
4.5. Влияние способа стабилизация пламени на тепломассообмен в пограничном слое с горением 101
Заключение. 102
ЧАСТЬ 2. Аппаратура и методы исследования газовых потоков с горением . 107
Глава 5. Зондовые методы измерений.
5.1. Определение концентрации стабильных веществ. Хроматография. 108
5.2. Зондовые измерения температуры.
5.2.1. Коррекция потерь на излучение. 112
5.2.2. Коррекция тепловой инерции термопары. 114
5.2.3. Методика настройки аппаратуры. 118
5.3. Измерение составляющих сложного теплообмена. Радиометр. 121
Глава 6. Методы оптических измерений в сфокусированных лазерных пучках.
6.1. Введение. 125
6.2. Краткие характеристики оптических методов измерений.
6.2.1. ЛДА. 128
6.2.2. Рэлеевское рассеяние. 132
6.2.3. СКР. 138
6.2.4. КАРС. 140
6.2.5. ЛИФ. 144
Глава 7. Отработка методов оптических измерений. Результаты испытаний.
7.1. Лазерный доплеровский анемометр со следящим фильтром. 148
7.2. Спектрометр когерентного антистоксова рассеяния на вращательных переходах водорода . 152
7.3. Измерение корреляционных характеристик затопленной струи по комбинационному рассеянию света. 159
7.3.1. Измерение пространственных корреляций. 160
7.3.2. Измерение временных корреляций. 163
7.4. Измерение параметров потока в вихревой трубке Ранка-Хилша методом КАРС. 167
7.4.1. Экспериментальная установка. 168
7.4.2. Результаты измерений. 170
7.5. Измерение температуры горения твердого топлива методом КАРС. 173
7.5.1. Схема эксперимента. 175
7.5.2. Результаты измерений. 177
7.6. Измерение методом ЛИФ температуры и концентрации радикала ОН при горении водорода и этанола.
7.6.1. Объекты исследования. 179
7.6.2. Измерения температуры. 181
7.6.3. Измерения концентрации.
7.6.3.1. В линейном режиме. 184
7.6.3.2. В режиме насыщения. 186
7.7. Флуоресценция радикала СН. 190
7.8. Оценка расхождений между осреднёнными и импульсными измерениями. 191
Выводы 192
ЧАСТЬ 3. Турбулизованный пограничный слой с горением и продольным градиентом давления 194
Глава 8. Пограничный слой с горением без ускорения.
8.1. Влияние турбулизации на массообмен.
8.1.1. Установка и методика измерений. . J 96
8.1.2. Результаты экспериментов. 199
8.1.3. Интерпретация результатов. „203
8.2. Влияние турбулизации на структуру течения. 205
8.2.1. Аппаратура. 206
8.2.2. Результаты экспериментов и их обсуждение. 207
8.2.3. Источниковые члены. 216
8.2.4. Обсуждение. Зона горения. 218 Выводы. 220 Глава 9. Пограничный слой с ускорением.
9.1. Введение 221
9.1.1. Нереагирующий пограничный слой. 222
9.1.2. Реагирующий пограничный слой. 224
9.2. Расширяющийся канал
9.2.1. Аппаратура, способ представления результатов. 225
9.2.2. Опыты по испарению со стенки диффузора без горения. 227
9.2.3. Зависимость скорости выгорания от угла раскрытия диффузора. Связь скорости выгорания и структуры потока . 230
9.2.4. Изменение скорости выгорания по длине канала. 234
9.2.5. Сопоставление данных по массопереносу в диффузоре в случае испарения без горения и с горением. Выводы.
9.3. Сужающийся канал.
9.3.1. Структура течения - первичные данные.
9.3.1.1. Тепловая структура.
9.3.1.2. Динамическая структура. Обсуждение.
9.3.2. Интегральные характеристики.
9.3.2.1. Функции тока.
9.3.2.2. Полнота сгорания.
9.3.2.3. Интегральные толщины пограничного слоя.
9.3.2.4. Оценка внешнего теплообмена. Толщина потери энергии
9.3.2.5. Оценка трения.
9.3.2.6. Влияние горения на общее сопротивление канала.
9.4. Крупномасштабные продольные структуры Выводы по структуре пограничного слоя в сложных условиях
9.5. Массообмен в пограничном слое с горением
9.5.1. При отсутствии продольного градиента давления
9.5.2. Массообмен в случае ускорения течения Выводы
ЧАСТЬ 4. Дополнения, обобщения
Глава 10. Пограничный слой без горения
10.1. Теплообмен при встречном вдуве пристенной струи
10.2. Теплообмен за ребром и уступом
10.3. Тепло- и массообмен при продольном обтекании затупленной пластины 265
10.4. Управление отрывом на толстой пластине 266
10.5. Теплообмена на внутренней поверхности конического сопла Лаваля 268
10.6. Теплообмен с вихрями Тейлора-Гертлера 272
10.7. Массоперенос при взаимодействии импактной струи с преградой 275
10.8. Гидродинамика и теплообмен в капиллярных течениях 277
10.9. Распространение пламени по жидкости на металлической подложке Обсуждение, выводы 282
10.10. Физическая модель пограничного слоя в сложных условиях (структура течения и тепломассообмен) 284
Выводы 291
Итоги работы 294
Литература 295
Часть 5. Приложения
Приложение 1 318
