Keywords
:
high-speed video shooting, pyrotechnics, torch, combustion products,
digital image processing, optical pyrometry.
Одно из направлений создания перспективных двигательных уста-
новок на твердых пиротехнических составах (ТПС) связано с разра-
боткой надежных и высокоэффективных методов и средств диагно-
стики, необходимых для реализации их наилучших технических ха-
рактеристик при наименьших экономических затратах. Традиционные
методы исследования характеристик рабочего процесса в камерах сго-
рания (КС) не всегда эффективны, особенно в случае необходимости
диагностики в объеме КС. В целях устранения указанных недостатков
в последнее время разрабатываются нетрадиционные методы диагно-
стики, основанные, например на акустооптических методах диагно-
стики рабочего процесса [1–5].
Оптимизация параметров рабочего процесса в ракетных двигате-
лях возможна только на основе изучения закономерностей всех ста-
дий внутрикамерных процессов. Это требует использования специаль-
ных методов диагностики, обладающих высокой информативностью и
позволяющих регистрировать достаточно большое число параметров.
При измерении температуры системы, в которой протекают интенсив-
ные химические реакции, используют два принципиально различных
метода [6, 7]: зондовую и радиационную пирометрию. В условиях
одно- и двухфазных потоков термопарное зондирование имеет целый
ряд недостатков. Прежде всего, являясь контактным методом опре-
деления температуры, зонд вносит нежелательное воздействие на ис-
следуемую систему. Обусловленные термопарой возмущения обычно
бывают аэродинамического, термического и химического характера.
Влияние термопары может быть снижено путем уменьшения размера
спая. Но одновременно с этим снижается термостойкость зонда в вы-
сокотемпературных потоках и уменьшается область, которую зондиру-
ет термопара. Необходимо подчеркнуть, что с помощью этого метода
регистрируют локальную температуру в объеме, пропорциональном
примерно десяти диаметрам спая, и для получения поля температур
исследуемого объекта необходимо использовать гребенку термопар.
Кроме того, при исследовании двухфазного потока на термопару осе-
дают конденсированные частицы продуктов сгорания, вызывая допол-
нительные погрешности измерений, связанные с возникновением па-
разитных термо-ЭДС в местах контакта частиц
к
-фазы и спая.
Эти соображения предопределили в последнее время интенсивную
разработку методов визуализации и оптической пирометрии, заключа-
ющихся в регистрации электромагнитного излучения продуктов сго-
рания в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра.
С помощью радиационных методов топливной смеси измеряют тем-
пературу объекта, находящегося в поле регистрации измерительной
системы.
102 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 3
