Измерение концентрации флуоресцентной примеси в турбулентной струе

Abstract

Целью данной работы являлось получение новых экспериментальных данных по распространению пассивной примеси в ближней области осесимметричной затопленной турбулентной струи. Для проведения измерений был применен современный бесконтактный метод, основанный на плоскостной лазерно-индуцированной флуоресценции. В качестве объекта измерения была выбрана осесимметричная затопленная турбулентная струя, так как она является хорошо изученным течением, удобным для сравнения с результатами численного моделирования. В качестве примеси использовались пары ацетона концентрация, которых, в поступающей из сопла струе, поддерживалась постоянной. Для регистрации локального сигнала флуоресценции паров при смешении струи с внешним воздухом использовалась цифровая камера с электронно-оптическим преобразователем, кварцевым объективом и оптическим фильтром. Для возбуждения флуоресценции паров ацетона использовался перестраиваемый лазер на красителях с длинной волны излучения 283 нм. Лазерный луч разворачивался в коллимированный световой нож, проходящий через ось струи. В ходе работы получены мгновенные распределения концентрации в центральной плоскости турбулентной круглой струи воздуха с примесью ацетона и объемная концентрация паров ацетона в ядре струи. Исследован характер изменения интенсивности пульсаций концентрации в слое смешения струи в зависимости от числа Рейнольдса. Результаты работы являются полезными для верификации моделей турбулентного переноса в сдвиговых течениях.