烟火药燃烧火焰中粒子与气体流场的实验研究

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烟火药燃烧火焰中粒子与气体流场的实验研究

薛锐, 许厚谦, 李燕, 朱晨光

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薛锐, 许厚谦, 李燕, 朱晨光. 烟火药燃烧火焰中粒子与气体流场的实验研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 511002-0511002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0511002

引用本文:

薛锐, 许厚谦, 李燕, 朱晨光. 烟火药燃烧火焰中粒子与气体流场的实验研究[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 511002-0511002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0511002

Xue Rui, Xu Houqian, Li Yan, Zhu Chenguang. Experimental study of particle flow field and gas flow field in the flame of pyrotechnic combustion[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 511002-0511002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0511002

Citation:

Xue Rui, Xu Houqian, Li Yan, Zhu Chenguang. Experimental study of particle flow field and gas flow field in the flame of pyrotechnic combustion[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 511002-0511002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0511002

烟火药燃烧火焰中粒子与气体流场的实验研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0511002

1.
南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京 210094;
2.
南京理工大学化工学院,江苏南京 210094;
3.
南京工程学院能源与动力工程学院,江苏南京 211167

基金项目:

国家自然科学基金 (51076066, 21207066)

作者简介:
薛锐(1975-),男,副教授,博士生,主要从事烟火药燃烧火焰可视化方面的研究。Email:xuerui@njit.edu.cn;朱晨光(1967-),男,研究员,博士生导师,主要从事烟火燃烧机理与应用方面的研究。Email:zcg_lnkz@163.com

薛锐(1975-),男,副教授,博士生,主要从事烟火药燃烧火焰可视化方面的研究。Email:xuerui@njit.edu.cn;朱晨光(1967-),男,研究员,博士生导师,主要从事烟火燃烧机理与应用方面的研究。Email:zcg_lnkz@163.com

中图分类号: E932.6

Experimental study of particle flow field and gas flow field in the flame of pyrotechnic combustion

1.
School of Energy and Power Engineering,Nanjing University of Science & Technology,Nanjing 210094,China;
2.
School of Chemical Engineering,Nanjing University of Science & Technology,Nanjing 210094,China;
3.
School of Energy and Power Engineering,Nanjing Institute of Engineering,Nanjing 211167,China

摘要: 基于粒子图像速谱仪(PIV)和高速摄影仪(HSC)研究了烟火药火焰的气体流场与正在燃烧粒子流场的两相流特性。首先利用PIV获取了烟火药燃烧的火焰气体流场;同时利用HSC,通过设定合理的曝光时间,实验全程过滤了气体火焰辐射和烟尘的影响,获取了烟火药燃烧火焰中正在燃烧的粒子,用图像处理方法确定了图像中各粒子的坐标,根据获取的连续图像,计算每个正在燃烧粒子的运动轨迹,得到正在燃烧粒子的速度矢量图,进而比较分析了正在燃烧粒子的流场与火焰气体流场;该研究为分析烟火燃烧机理中正在燃烧粒子的火焰结构提供了一种简便的方法。
- 烟火药 /
- 火焰 /
- 正在燃烧粒子 /
- 流场
Abstract: The particle image velocimetry (PIV) and high-speed photographic camera (HSC) photography were employed to study two-phase flow properties of gas flow field and burning particle flow field in the flame of the pyrotechnics. Particle image velocimetry tested the gas flow field of burning flame of pyrotechnic powder, while the high-speed photographic apparatus captured the pyrotechnic flame of burning particles through full-course after filtering out the impact of gas flame radiation and soot by setting the exposure time. The coordinate of each burning particle in the image was determined by the image processing method. Moving trajectory for each burning particle was calculated according to continuous images, and then got the velocity vector diagram of burning particles. Furthermore, particle and gas flow fields of burning particles were comparatively analyzed. This study provided a simple method of analyzing the flame structure of burning particles for the combustion mechanism of pyrotechnics.
- pyrotechnics /
- flame /
- burning particles /
- flow field

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烟火药燃烧火焰中粒子与气体流场的实验研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0511002

1. 南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京 210094;

2. 南京理工大学化工学院,江苏南京 210094;

3. 南京工程学院能源与动力工程学院,江苏南京 211167

作者简介:
薛锐(1975-),男,副教授,博士生,主要从事烟火药燃烧火焰可视化方面的研究。Email:xuerui@njit.edu.cn;朱晨光(1967-),男,研究员,博士生导师,主要从事烟火燃烧机理与应用方面的研究。Email:zcg_lnkz@163.com

薛锐(1975-),男,副教授,博士生,主要从事烟火药燃烧火焰可视化方面的研究。Email:xuerui@njit.edu.cn;朱晨光(1967-),男,研究员,博士生导师,主要从事烟火燃烧机理与应用方面的研究。Email:zcg_lnkz@163.com

收稿日期: 2015-10-10
修回日期: 2015-11-15
刊出日期: 2016-05-25

基金项目:

国家自然科学基金 (51076066, 21207066)

中图分类号: E932.6

关键词:

摘要: 基于粒子图像速谱仪(PIV)和高速摄影仪(HSC)研究了烟火药火焰的气体流场与正在燃烧粒子流场的两相流特性。首先利用PIV获取了烟火药燃烧的火焰气体流场;同时利用HSC,通过设定合理的曝光时间,实验全程过滤了气体火焰辐射和烟尘的影响,获取了烟火药燃烧火焰中正在燃烧的粒子,用图像处理方法确定了图像中各粒子的坐标,根据获取的连续图像,计算每个正在燃烧粒子的运动轨迹,得到正在燃烧粒子的速度矢量图,进而比较分析了正在燃烧粒子的流场与火焰气体流场;该研究为分析烟火燃烧机理中正在燃烧粒子的火焰结构提供了一种简便的方法。

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