Facilies

Комплекс измерительного оборудования для исследования турбулентных и ламинарных пламен

Для экспериментальных исследований турбулентных и ламинарных пламен используются системы, основанные на следующих методах:

  1. Анемометрия по изображениям частиц (англ. –particle image velocimetry, PIV), основанная на регистрации импульсного излучения, рассеянного трассерами, специально добавленными в поток;
  2. Регистрация и спектральный анализ излучения при хемилюминесценции молекул в пламени, для определения режима горения, формы фронта пламени;
  3. Регистрация упругого рассеяния (англ. – Rayleigh scattering) лазерного излучения молекулами для определения плотности газа;
  4. Регистрации неупругого (спонтанного комбинационного, англ. – Raman scattering) рассеяния лазерного излучения молекулами для определения температуры газа и концентрации основных компонент;
  5. Регистрации лазерно-индуцированной флуоресценции (англ. – laser-induced fluorescence, LIF) молекул (образующихся естественным образом или специально добавленных в поток) для определения температуры, концентрации некоторых основных компонент, а также сверх малых концентраций даже короткоживущих радикалов (например, CH*)
  6. Лазерный доплеровский анемометр для бесконтактного измерения трехкомпонентного вектора скорости в точке потока

Создан комплекс уникального измерительного оборудования, обладающего передовыми характеристиками и спектром применения:

  1. Скоростная PIV система (использующая высокоточные алгоритмы малоракурсной оптической томографии) для измерения трехмерных распределения мгновенной скорости с частотой съемки до 7 кГц при максимальном разрешении.
  2. Панорамная LIF/Rayleigh scattering/Raman scattering система для измерения двухмерных полей концентраций и температур (на фотографии показана система в эксперименте для сравнительного анализа измерения температуры в метано-воздушном пламени оптическими методами и микротермопарой)

Экспериментальная установка для сравнительного анализа измерения температуры в пламенах различными методами

Работа импульсного перестраиваемого лазера на красителе.

 

PIV-система «ПОЛИС»

Измерительная система «Полис» состоит из следующих основных элементов:

  • система освещения потока (лазер);
  • цифровые камеры для регистрации мгновенных картин потока;
  • синхронизатор;
  • специализированная оптика: объективы для формирования светового ножа, зеркала, светофильтры;
  • набор частиц для засева потока, в том числе флюоресцентные трассеры, генератор аэрозоля;
  • координатные и юстировочные устройства для точного позицирования и юстировки оборудования
  • ПК с ПО «ActualFlow»

Кавитационный стенд

Стенд оснащен двумя центробежными насосами, ультразвуковым расходомером, датчиками давления для контроля статического давления по всему контуру трубы и датчиками температуры. Габаритные размеры кавитационной трубы: длина – 8,4 м, высота – 2,2 м, ширина – 1,1 м, габариты рабочего канала, представляющего собой канал прямоугольного поперечного сечения 80x250x1300 мм. Температура рабочей жидкости в контуре установки поддерживается постоянной с помощью системы терморегулирования. Стенки рабочего канала снабжены смотровыми окнами для проведения оптических измерений. Максимальный суммарный расход жидкости по контуру составляет 1100 куб.м/ч, максимальная среднерасходная скорость для пустого рабочего канала (т.е. без тела обтекания) – 15,9 м/с.

Кавитационный стенд

Рабочий канал экспериментального стенда и конфигурация PIV-системы с высоким временным разрешением

 

Гидродинамический стенд для исследования закрученных потоков в моделях гидроэнергетичесого оборудования

Экспериментальный стенд представляет собой замкнутый гидродинамический контур, состоящий из бака объемом 600 л, химического насоса Х100-80-160Т153 с максимальной производительностью 100 м3/ч и рабочего участка, выполненного в виде модели отсасывающей трубы по геометрии Turbine-99. Стенки рабочего участка выполнены из оргстекла, что дает возможность полного оптического доступа к любому сечению в канале. Прозрачные стенки также дают возможность широкого применения бесконтактных методов (таких, как PIV, лазерно-Допплеровская анемометрия (ЛДА)) для измерения полей скорости.

Молодой сотрудник ЛМЭП и аспирант НГУ Иван Литвинов проводит измерения полей скоростей в модели TURBINE-99  с применением ЛДА системы

Полупромышленный стенд мощностью 5 МВт для исследования воспламенения и горения пылевзвеси механоактивированных углей микропомола

Назначение стенда – разработка, исследование и полупромышленные испытания перспективных технологий сжигания угольного топлива. Одной из задач, в частности, является отработка технологических условий для устойчивого автотермического режима сжигания механоактивированных углей микропомола различной степени метаморфизма. Основные элементы установки – вибропитатель, транспортер «Нория» для подачи пыли или дробленых углей в дезинтегратор-механоактиватор производительностью до 1.5 т\час, система подачи транспортного, первичного и вторичного воздуха в горелочное устройство – предтопок, камера дожигания, система охлаждения уходящих газов и улавливания золы (циклон), дымосос, производительностью до 27000м3/час. Стенд оснащен измерительным оборудованием для контроля режимов горения и измерения основных параметров факела, включая температуру и газовый состав

Экспериментальная установка по определению кинетических характеристик углей микропомола

Разработана методика и создана экспериментальная установка по определению кинетических характеристик углей микропомола на основе изменения температуры вспышки навески угля в пылевзвеси. Вспышка тепловой пылевзвеси фиксируется на выходе из кварцевой трубчатой печи в зависимости от температуры воздуха в ней. Измерения возможно проводить непосредственно сразу после пропускания угля через дезинтегратор.