Некоторые новые возможности диагностики быстропротекающих процессов в турбулентных двухфазных течениях

Широкое практическое использование и дальнейшее расширение сфер применения высокотемпературных методов нанесения упрочняющих покрытий на детали машин и механизмов в различных отраслях народного хозяйства существенно сдерживается низким уровнем автоматизации технологического процесса и отсутствием аппаратуры, способной с высоким временным разрешением производить регистрацию сверхскоростных, высокотемпературных потоков [1].

Проблема состоит в том, что при отработке технологических режимов возникает ряд трудностей, связанных с неоднородностью состава, скоростных и энергетических характеристик высокоскоростных турбулетных потоков. В этой связи чрезвычайно перспективным явилось применение оптических методов регистрации, позволяющих с высокой скоростью производить параллельную обработку двумерных массивов изображения потока, представленных в цифровой форме [2,3]. Эффективность контроля данными методами обеспечивается регистрацией нескольких кадров изображения полифазного потока за один технологический цикл. Предложенная методика была апробирована на экспериментальной установке фотоэлектрической регистрации [4, 5], выполненной на основе координатно-чувствительных фотоприемников, в качестве которых применялись сверхбыстродействующие фотодиоды, калиброванные по чувствительности в спектральной полосе от 0,39 мкм. до 0,92 мкм. Установка работает в режимах временных корреляционных и пространственно-временных измерений и обеспечивает измерение не только скоростных и температурных характеристик отдельных фаз полифазного потока, но позволяет, кроме того, оценить их распределение по длине потока, что значительно расширяет технологические возможности метода.

Исследуя энергетическую светимость высокотемпературных потоков при помощи сверхскоростного фотометрирования, авторы пришли к выводу, что наиболее перспективным является построение регистри-

рующей аппаратуры, обеспечива-ющей режим параллельного вывода информации с использованием 16-ти, 8 и 4-х канальных коммутаторов-демультиплексоров и соответ-ствующих им 2-х, 4 и 8-ми канальных буферных устройств на основе быстро-действующих АЦП, ЗУ и микро-ЭВМ [ 6 ].

Таким образом, разработанные методики и аппаратура диагностики, работающие на линии с ЭВМ, используемые в настоящее время в лабораторных условиях для исследования турбулентных струйных течений при их дальнейшем совершенствовании могут стать эффективным средством контроля сложных технологических процессов. Убедительным подтверждением этого является работа [7].

Все приведенное выше наряду с широким применением проблемно-ориенти-рованной математической моделью и программным обеспечением для проведения автоматизированных экспериментов на линии с ЭВМ имеет важное практическое значение для создания АСУТП в ряде областей теплофизики, физической гидродинамики, механике жидкости, газа и плазмы.

Автор выражает искреннюю благодарность академику Госькову П.И. за участие, постоянную научную и методическую помощь в рамках развиваемого и, безусловно, перспективного направления исследований.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. П.И.Госьков, А.М.Цибиров Система измерения параметров и управления технологическим процессом детонационно-газового напыления – В тез. докладов к 3 Всесоюзному совещанию " Координатно-чувствительные фотоприемники и оптико-электронные устройства на их основе", - Барнаул,1985, С. 53-55.

2. В.Н.Коваль, А.М.Цибиров и др. Об автоматизации контроля и управления процессом детонационно-газового напыления оптико-электронными методами и средствами – В тез. докладов к 3 Всесоюзному совещанию "Оптические сканирующие устройства и измерительные приборы на их основе ",- Барнаул, 1986, С. 173-174.

3. А.М.Цибиров Оптико-электронный метод для контроля параметров детонационно-газового напыления – В тез. докладов к 3 Всесоюзному совещанию " Оптические сканирующие устройства и измерительные приборы на их основе ", - Барнаул, 1986, С. 175-176.

4. Госьков П.И., Гуляев П.Ю.,Цибиров А.М. Оптоэлектронная система корреляционного анализа температурно-скоростных параметров двухфазных потоков – В тез. Докладов к 5 Всесоюзному совещанию " Координатно-чувствительные фотоприемники и оптико-электронные устройства на их основе " – Барнаул, 1989, С. 152-157.

5. А.М.Цибиров и др. Способ определения скоростных характеристик компонент высокотемпературных гетерогенных потоков – А.С. № 1835926 от 13.10.92 г.

6. Госьков П.И., Цибиров А.М. Экспериментальный стенд для оценки интегральной температуры частиц твердой фазы в высокотемпературных турбулентный струйных течениях – В тез. Докладов к 3 Международной конференции " Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов " – Барнаул, Том 1, Часть 1, С. 66-71.

7. А.М.Цибиров Методика оценки температурного распределения частиц твердой фазы в высокотемпературных турбулентных двухфазных струях по их собственному тепловому излучению в заданном сечении струи – В тез. Докладов к 3 Международной конференции " Измерения, контроль и автоматизация производственных процессов " – Барнаул, Часть 2, том 1, С. 173-176.