Оборудование

Развиваются оптические методы диагностики, включая разработку, создание и внедрение лазерных систем регистрации параметров реагирующих систем. Методы определения локальной температуры и состава газа основаны на регистрации интенсивности лазерно-индуцированной флуоресценции (ЛИФ), рэлеевского рассеяния света, а также комбинационного - спонтанного (СКР) и когерентного (КАРС). Определение локальной скорости в потоках осуществляется с использованием лазерных допплеровских систем (ЛДИС) и методов анемометрии по изображениям частиц (PIV и PTV).

  • Аэродинамические стенды для детального исследования структуры закрученных потоков, в том числе обеспечивающие оптический доступ для диагностики процессов смешения и горения в камере сгорания.

Диагностика горения закрученных пламен с использованием лазерных методов панорамной диагностики потоков с горением

 

  • Комплекс огневых стендов от лабораторного масштаба тепловой мощностью 10-50 кВт до 5 МВт полупромышленных установок, предназначенных для сжигания различных видов топлива – газообразного, жидкого, твердого. Для сжигания твердого топлива используются различные системы предварительной подготовки на основе механоактивированного измельчения с помощью специальных дезинтеграторных устройств.

Полупромышленный стенд «ЦКП Энергетика» по исследованию процессов газификации и горения угля с максимальной тепловой мощностью до 5 МВт и расходом твердого топлива до 1 т/ч

 

  • Для диагностики дисперсных потоков испольуются 2-х и 3-х компонентные ЛДИС (ЛАД-056) системы для измерений локальных распределений скорости. Используется фазовый доплеровский интерферометр (ФДИ), производства TSI для локальной регистрации диаметра и скорости сферичных капель. Панорамная диагностика скорости и размеров капель в спреях проводится при помощи метода IPI на базе двойного импульсного лазера (70 мДж в импульсе) и ПЗС-камер. Визуализация процессов распыла проводится при помощи теневой съемки (с фоновой подсветкой), в том числе с использованием короткой (единицы наносекунд) люминесцентной подсветки и регистрации при помощи дальнодействующего микроскопа Infinity DistaMax.

Стенд для регистрации параметров распыла спрея жидкости при атмосферном давлении на основе регистрации рассеяния лазерного излучения

 

  • Кавитационный 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.

  • Горизонтальный гидродинамический стенд (ГГС) представляет собой замкнутый гидравлический контур для исследования прецессирующего вихревого жгута в модели отсасывающей трубы гидротурбины по геометрии Turbine-99. Стенд состоит из центробежного химического насоса Х100-80-160Т153, бака и рабочего участка (оргстеклянной модели отсасывающей трубы).

Фото ГГС и эскиз рабочего участка стенда - модели отсасывающей трубы гидротурбины по геометрии Turbine-99 с завихрителем.

  • Основным отличием конструкции вертикального кавитационного стенда (ВКС) является вертикальная компоновка стенда, при которой подающий жидкость насос и рабочий участок располагаются на разных уровнях по высоте. Для изменения числа кавитации, при постоянном режиме, в контур включен вакуумный насос, создающий разрежение в рабочем участке. Рабочий участок стенда располагается на эстакаде в верхней части контура и моделирует входную коническую часть отсасывающей трубы, где, собственно, происходит формирование вихревого жгута. В качестве генератора закрутки, как и в случае ГГС, используется стационарный лопаточный завихритель. Для лучшего соответствия натурным условиям распределений скорости и давления на входе в отсасывающую трубу в конструкцию завихрителя добавлен вращающийся элемент.

Схема рабочего участка и завихрителя ВКС , а также визуализация вихревого жгута в экспериментах (ВКС и ГГС).

На графике показана типичная реализация сигнала оптического датчика и его спектр с пиком на частоте прецессии