Введение к работе
Актуальность темы исследования. Практически во всех устройствах предназначенных как для сжигания газообразных углеводородных топлив, так и для утилизации выделяющегося при этом тепла, имеет место контакт горячего потока продуктов сгорания (Т«2Г0О К) с относительно холодной поверхностью (Ти<1200 К) За счет температурного, а следовательно, и концентрационного градиентов возникает конвективно-диффузионный перенос компонент смеси в направлении нормали к поверхности. Уменьшение температурі,! по направлению к поверхности приводит также к сущее [вечному изменению констант скоростей химических реакции. В результате п пристеночной области может происходить замораживание ряда химических реакций и, как следствие, увеличение концентраций определенных, в частности, вредных (например СО) компонент а продуктах сгорания, выбрасываемых в атмосферу. В связи с эшм весьма важным представляется выяснение вопроса о влиянии пристеночной области па замораживание реакций окисления СО и па конечное "содержание окиси углерода в холодных продуктах сгорания.
Цель диссертационной работы: выбор и реализация методик для комплексной диагностики параметров пограничного слоя, возникающего при обтекании потоком продуктов сгорания плоской пластины; проведение исследований влияния пристеночной облает па процессы релаксации концентрации СО; проверка имеющихся теоретических моделей химически-неравновесного пограничного слоя и релаксации СО в каналах.
Научная новизна работы состоит в следующем.
-Проведены комплексные экспериментальные исследования
пограничного слоя, формируемого горячим потоком продуктов сгорания
на плоской металлической поверхности. При этом были измерены
пространственные распределения скорости, температуры и концентраций
ОН и СО.
-Экспериментально исследовано влияние начального состава продуктов
сгорания, температурь; стенок и диаметра канала на содержание СО при
ламинарном течении продуктов сгорания.
-Проведена экспериментальная проверка применимости модели
химически-неравновесного пограничного слоя [1-5] для расчета
профилей концентраций и интегрального содержания СО в
релаксирующем потоке продуктов сгорания.
-Выявлено и исследовано влияние фотодиссоциации углекислого газа на
результаты из.мерений концентрации СО методом лазерной
флуоресценции.
Научная и практическая ценность состоит в том, что полученные результаты расширяют представления о процессах в пристеночных областях низкотемпературной плазмы продуктов сгорания и могут быть использованы для совершенствования теоретических моделей релаксации состава продуктов сгорания. Они могут быть использованы для оптимизации процессов сжигания углеводородных топлив с точка зрения уменьшения выбросов СО. Кроме того, полученные данные позволяют учитывать влияние фотохимических процессов при флуоресцентном методе диагностики СО в присутствии значительных концентраций колебательно-возбужденных молекул СОг.
Научные положения, выносимые щ защиту.
-
Система комплексных измерений пространственных распределении параметров потока продуктов сгорания в пограничном слое.
-
Методика лазерного флуоресцентного определения концентрации СО в нешотермическом случае при наличии колобательно-
. возбужденного СО2.
-
Результаты измерений параметров пограничного слоя, включая профили концентраций ОН и СО .
-
Результаты экспериментальных исследований релаксации СО в цилиндрических каналах.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы были представлены на: конференции "Физика низкотемпературной плазмы" (Петрозаводск, 1995г.); III Минском международном форуме по тепло-массообмену (Минск, 1996г.); конференции "Физика плазмы и плазменные технологии" (Минск, 1997г.); 34-ом Симпозиуме по инженерным аспектам магнитной гидродинамики (Университет Мпссисснппп, США, '1997г.).'
Публикация. Основные результаты диссертации опубликованы в 4 печатных работах:
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 102 наименований. Содержание работы изложено на 123 страницах, включая 41 -чеунок.
