English

Физико-химические процессы и материалы в условиях космоса

Эксперимент «Диффузионное пламя»


Цель:

Получение экспериментальных данных высокой точности для изучения ламинарного диффузионного пламени в спутном потоке горючего и окислителя.

Задачи:

  • Экспериментальное изучение характеристик диффузионного пламени метана и этана в спутном потоке воздуха в условиях микрогравитации. Получение данных о форме пламени, высоты, на которой стабилизируется «подвешенное» пламя, его температуры, сажеобразования и пределов существования в зависимости от скорости потока и разбавления смеси. Получение данных о диффузионном пламени, образующем сажу, путём измерения формы пламени, температуры газа в свободной от сажи зоне пламени, светимости сажи, температуры сажи и объёмной доли сажистых частиц в зависимости от скорости потока и разбавления смеси.
  • Разработка методик анализа экспериментальных данных на основе теоретических расчётов характеристик и структуры диффузионного пламени в условиях микрогравитации и сравнения расчётных данных с полученными в процессе проведения КЭ.
  • Выдача научно-обоснованных рекомендаций по изменению режимов выполнения КЭ.
  • Получение и обработка экспериментальных данных, решение ряда обратных задач для извлечения кинетических данных для детальных и редуцированных моделей диффузионного пламени в условиях микрогравитации.

Используемая научная аппаратура:

  • камера с двумя ортогональными оптическими окнами;
  • горелка из двух коаксиальных трубок;
  • система воспламенения;
  • система подачи и утилизации газов;
  • измерительная аппаратура (камеры в оптическом и ультрафиолетовом диапазоне, радиометр, датчики давления и ускорения, термопары, установка лазерной экстинкции и пирометрии, газовый хроматограф);
  • блок управления;
  • блок обработки и хранения данных.

Результаты эксперимента:

  • видеоинформация с изображением диффузионного пламени в видимом и УФ диапазоне;
  • значения потоков излучения как в широком, так и в узком спектральном диапазонах;
  • сопроводительные данные: давление в камере, температура, состав газов.

Ожидаемые результаты:

Планируется получить достаточный объем экспериментальных данных для верификации механизмов реакций и новые данные по динамике/свойствам диффузионных пламён.
Характеристики диффузионного пламени метана и этилена в спутном потоке воздуха будут получены как для очень разбавленных составов, так и при условиях сажеобразования в зависимости от входной скорости газа и разбавления смеси.
Планируется также исследовать структуру «приподнятого» (lifting) пламени, чтобы избежать теплопотерь в горелочном устройстве.
Результаты этих эксперимента будут непосредственно применимы к практическим вопросам, связанным с турбулентным горением, воспламенением, стабилизацией пламени и многими другими.

Экипаж МКС


ХОШИДЕ АкихикоХОШИДЕ
Акихико



Олег НовицкийНОВИЦКИЙ
Олег



Петр Дубров Дубров
Петр



Марк Ванде Хай  ВАНДЕ ХАЙ
Марк



КИМБРОУ Роберт Шейн  КИМБРОУ
Роберт Шейн



Меган МАКАРТУР МАКАРТУР
Меган



Тома  ПЕСКЕПЕСКЕ
Тома