Исследование структуры газонасыщенной импактной струи методом лазерно-индуцированной флуоресценции

Abstract

В работе предложен новый оптический метод измерения характеристик газо-жидкостных потоков, основанный на подходе лазерно-индуцированной флуоресценции. Разработаны комплексные алгоритмы анализа изображений на основе процедур фильтрации, бинаризации, идентификации границ образов пузырей и определения размеров образов. В комбинации с подходами PIV и PTV предложенный метод позволяет одновременно измерять мгновенные пространственные распределения скорости непрерывной фазы, а также размеры, положения и скорости частиц дисперсной фазы. Разработанный метод применен для исследования гидродинамической структуры газонасыщенной импактной струи. В результате рассчитаны пространственные распределения статистических моментов пульсаций скорости жидкости, скорости пузырей и локального объемного газосодержания (до третьих моментов включительно), в том числе и смешанные корреляции. Проведено сравнение пространственных распределений моментов скорости жидкости для однофазного и двухфазного потоков. Для выбранного сечения однофазной и газонасыщенной импактных струй показано, что присутствие газовой фазы оказывает существенное воздействие на турбулентную структуру импактной струи.