Разработка оптических методов определения физических характеристик модельного огненного смерча тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи

Шерстобитов Михаил Валентинович

РАЗРАБОТКА ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДЕЛЬНОГО ОГНЕННОГО СМЕРЧА

Специальность 01.04.05 - Оптика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Томск-2014

18сен2щ

005552661

005552661

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном учреждении науки «Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии

наук»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат физико-математических наук Цвык Рувим Шахнович

Катаев Михаил Юрьевич, доктор технических наук, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники», профессор кафедры систем управления.

Матвиенко Олег Викторович, доктор физико-математических наук, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Томский государственный архитектурно-строительный университет»,

общеобразовательный факультет, кафедра теоретической механики, профессор.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, г. Новосибирск

Защита состоится Г? диссертационного

/

/о

2014 года в

/6

Об

_мин. на заседании базе Федерального

совета Д 003.029.01, созданного на государственного бюджетного учреждения пауки «Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук

Автореферат разослан

2/ -Р

2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор физико-математичекских наук

В.В. Веретенников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. При обширных природных и техногенных пожарах иногда возникают огненные смерчи (ОС). Термин «огненный смерч» (в англоязычной литературе - fire whirl, fire tornado, firestorm) вобрал в себя два явления - довольно обширный пожар и торнадо (смерч). ОС характеризуются колоннообразным вытягиванием пламени захватывающим как часть площади горения, так и целиком очаг пожара. При мощном приземном радиальном притоке воздуха в зоне ОС интенсификация огненного воздействия существенно повышается. Актуальной задачей является уточнение физических параметров такого поведения пламени. Важной задачей является разработка методов обнаружения ОС, воздействия на них с целью разрушения, Также важно исследовать физические параметры ОС для более точного моделирования этого явления. В работах, где описывается это явление [2], в работах по математическому [1,8- 13] и физическому [3 - 5] моделированию ОС, основное внимание уделяется рассмотрению явления с позиций метеорологии, механики жидкости и газа. Однако не полно освещен вопрос об использовании оптических методов для определения физических параметров ОС. Известно, что оптические методы позволяют оперативно исследовать подобные структуры, не внося искажений в горящий объем, дистанционно и безинерционно получать большой объем экспериментальных данных. Настоящая работа посвящена разработке оптических методов количественного определения физических параметров модельного огненного смерча (МОС), когда среда МОС рассматривается с позиций оптики. Закрутка пламени используется для оптимизации процессов горения и теплопередачи в различных технических приложениях, что также обуславливает актуальность работы.

Цель работы. В работе ставятся следующие цели: 1 - Определение воздействия среды МОС на флуктуационные характеристики просвечивающего лазерного пучка; 2 - Разработка методов регистрации собственного излучения МОС в ввдимом и ИК диапазоне для: определения флуктуационных свойств среды МОС, частоты вращения МОС, распределения яркостной температуры МОС, оценки коэффициента излучения МОС в ИК диапазоне; 3 - Исследование спектрального состава ИК-излучения МОС для анализа возможности идентификации режима МОС, диффузионного горения и определения «окон» прозрачности пламени.

Задачи исследования. Для достижения поставленных целей необходимо было решить следующие задачи: 1 - Получить МОС в лабораторных условиях; 2 -Разработать оптические схемы по просвечиванию МОС лазерным пучком (ЛП) с регистрацией флуктуации интенсивности и дрожания изображения ЛП; 3 -Разработать схему регистрации флуктуации собственного излучения МОС в видимом диапазоне; 4 - Разработать тепловизионный метод для исследования пространственного и временного распределения яркостной температуры МОС; 5 -Разработать метод для исследования эмиссионных ИК спектров МОС.

Результаты работы. 1 - Разработан и создан стенд для моделирования огненного смерча в лабораторных условиях методом взаимодействия восходящего внешнего закрученного воздушного потока с пламенем топлива

горящего в неподвижной емкости; 2 - Показано, что спектры флуктуации зондирующего лазерного пучка при отсутствии закрутки подобны спектрам при распространении в турбулентной атмосфере и существенно изменяются в режиме МОС; 3 - Определена зависимость параметров флуктуаций зондирующего лазерного пучка, распространяющегося через МОС, от скорости закрутки воздушного потока; 4 - Определена зависимость параметров флуктуаций собственного излучения МОС от скорости закрутки воздушного потока; 5 -Определена частота вращения МОС по анализу флуктуаций собственного излучения МОС в видимом диапазоне; 6 - Определена частота вращения МОС по анализу временных последовательностей термограмм; 7 - Разработан критерий определения режима горения по анализу ИК спектров МОС.

Защищаемые положения. По результатам работы на защиту выносятся следующие 4 положения:

1. Частоты максимумов спектров флуктуаций интенсивности и спектров дрожания изображения зондирующего лазерного пучка, распространяющегося горизонтально через модельный огненный смерч, растут линейно с увеличением скорости закрутки (п(оборотов/с)) внешнего воздушного потока, начиная со значений п=2 (в спектрах дрожания изображения) и п=4,5 (в спектрах флуктуаций интенсивности). С учетом переходного режима, при п > О, указанные параметры описываются уравнением вида

G(n) - а, + Ь,-п + е,-ехр(-л/£,), где a-,, bi, Cj, kj - константы; индекс i соответствует виду флуктуаций.

2. Спектральные функции временных флуктуаций собственного излучения модельного огненного смерча в ИК и видимом диапазоне имеют максимум, частота которого соответствует частоте вращения модельного огненного смерча.

3. В эмиссионных спектрах пламени (топливо - этанол) отношение суммы спектральных интенсивностей в интервале 4345^4501(нм) к соответствующей сумме в интервале 2829-^2993(нм) в режиме модельного огненного смерча возрастает с высотой пламени, а в диффузионном режиме горения соответствующие значения этого отношения имеют постоянный уровень.

4. В модельном огненном смерче распределение яркостной температуры по высоте носит колебательный характер до 0,5 0,75 высоты и затем быстро спадает, а распределение яркостной температуры в горизонтальном сечении описывается уравнением вида:

Т (х I = Г„ • ехр [- ((.т - д-„ I / a f ],

где Тп, х,„ - максимальная температура и ее координата, а - полуширина распределения на уровне Не.

Научная новизна. В настоящей работе: установлена зависимость флуктуаций интенсивности и дрожания изображения лазерного пучка от скорости закрутки МОС; впервые из анализа временных рядов термограмм МОС и флуктуаций интенсивности собственного излучения МОС определена

стота вращения МОС; обнаружено различие в эмиссионных ИК спектрах и горении топлива в режиме МОС и диффузионном режиме.

Достоверность результатов. Основным принципом обеспечения стоверности результатов при проведении данной работы был принцип вторяемости эксперимента - при одинаковой топливной загрузке и одинаковых стотах закрутки воздушного потока надежно генерировался МОС с практически изменными параметрами. При расчете спектральных функций флуктуаций раметров просвечивающего МОС лазерного пучка, флуктуаций собственного лучения МОС в видимом диапазоне достоверность обеспечивалась учетом ходных параметров (просвечиванием трассы без МОС, приемом фонового учения), «сглаживанием» спектров по 100 значениям. При тепловизионной гистрации МОС все анализируемые термограммы выбирались при достижении ционарного режима процесса, так же производилось «сглаживание» полученных ектров по 20 значениям. При получении ИК спектров МОС, для обеспечения атистический надежности, рассчитывались параметры, основанные на учете ~250 счетов спектра. Обработка и аппроксимации данных производилась с именением методов статистической обработка результатов. Полученные зультаты сопоставлялись с известными подобными результатами в литературе и противоречат известным физическим законам.

Практическая значимость. Разработаны оптические методы определения зических параметров МОС. Изучена зависимость этих параметров от скорости крутки воздушного потока, генерирующего МОС. Предложенный метод рмирования устойчивого горения топлива в режиме МОС может быть пользован в технике. На основании полученных в работе результатов возможно здание: пассивного оптического датчика для определения частоты вращения крученного пламени; лазерного датчика контроля частоты закрутки пламени; ределение режима горения, на установках подобных в представленной работе, на нове различий в эмиссионных ИК спектрах по высоте пламени. Основная часть боты выполнена в рамках НОЦ г/к № 02.740.11.0674

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований, едставленных в диссертации, докладывались на международных и региональных нференциях, в том числе на: международной конференции «Сопряженные задачи ханики информатики и экологии» (г. Горноалтайск, 2004 г.); XIII симпозиуме по рению и взрыву (Черноголовка, 2005); 6-й международной конференции «Лесные степные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические следствия» (Иркутск, 2005 г.); международной конференции «Математическое делирование опасных природных явлений и катастроф» (г. Томск, 2008 г.); XI, I, XIV, XVI, XVII, XIII международных симпозиумах "Atmospheric and Ocean tics. Atmospheric Physics" Symposium Proceedings (r. Tomsk, 2004, 2005, 2007, 09, 2011 г., г. Иркутск, 2012г.); 14-м Минском международном форуме по пломассообмену. (г. Минск,2012 г.); международной научно-практической нференции «Актуальные проблемы радиофизики» - АПР-2012 (г. Томск 2012 г.);

XVII, XIX, XX Рабочих группах «Аэрозоли Сибири» (г.Томск, 2010 2012-2013г.). Основные положения диссертации также обсуждались на научны семинарах лаборатории распространения волн ИОА СО РАН.

Публнкаци. По теме диссертационной работы опубликовано 9 работ, 8 и которых в списке журналов, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад автора. В части работы, посвященной лазерном просвечиванию МОС и регистрации собственного излучения МОС в видимо диапазоне, автор участвовал в проведении экспериментов, обработке интерпретации результатов эксперимента. В части работы посвященно тепловизионной диагностике и спектральному анализу МОС, вклад автора состоял постановке задачи, в подготовке и проведении экспериментов, в разработке методо обработки и интерпретации экспериментальных данных.

Структура п объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 гла заключения, списка литературы, включающего 80 работ и 2-х приложений. Общи объем диссертации составляет 100 страниц, включая 10 таблиц и 36 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В Главе 1 дается обзор литературы и описывается объект исследования, разделе 1.1 приводится определение процесса горения и структуры пламени, точки зрения физики, горение представляет собой процесс, при которо превращение вещества сопровождается интенсивным выделением энергии, тепломассообменом с окружающей средой и обычно сопровождается видимым пламене В диссертации рассматривается диффузионной тип горения - кислород возду> диффундирует к парам жидкого топлива во фронт пламени. Горение мож протекать как в ламинарном режиме, так и, по мере возрастания скорости реагенто в переходном и далее в турбулентном режиме. В разделе. 1.2 огненный сме рассмотрен как явление. Известно, что неконтролируемое горение приводит пожарам, как природным, так и техногенным. Вследствие всплывания нагреть продуктов горения, над пожаром образуется конвективная колонка [1]. Пожа высокой интенсивности сопровождаются развитием мощной конвективн колонки, распространением в атмосфере различных аэрозольных примесей (са> пыль, и т.п.). Когда продукты горения нескольких участков пожара стягивают в одну конвективную колонку, либо весь обширный очаг пожара образует н собой одну конвективную колонку, то такое явление по аналогии с торнг называется огненным смерчем (ОС). Иногда такая колонка начинает вращать при этом существенно уменьшается ее диаметр и возрастает высота. Есть ; подвида ОС по признаку вовлеченности очага пожара в такое колоннообразн горение - «локальные» и «общие». В [2] описывается «локальный» вращающий ОС питаемый частью очага пожара. Однако известны случаи, когда весь ог пожара вовлекался в ОС. Например, такой «общий» ОС возник в 1943 го во Вторую мировую войну, при масштабной бомбардировке Гамбурга, ког образовался дымо-огненный «столб» высотой около 10 км. ОС сходен пылевыми смерчами, которые образуются при всплывании горячего воздуха нагретой солнцем поверхности земли, но отличается от них: 1 - объемнь»

ыделением энергии за счет горения; 2- конвективной колонкой; 3 - мощным ритоком воздуха в зону горения. Проведение экспериментов с ОС дорого и опасно, оэтому применяется математическое и физическое моделирование этого явления, разделе 1.3 рассмотрено физическое моделирование ОС. В работах [3,4] жесткие илиндрические оболочки различной конфигурации позволяли создавать ангенциальную закрутку воздуха вокруг источника горения - отмечено ущественное увеличение теплового потока и высоты пламени. Возможность изического моделирования ОС обоснована в работе [5], показано, что при писании ОС достаточно рассмотреть взаимодействие 4-х сил: тяжести, трения, рхимедовой и силы возбуждающую закрутку. Для описания соотношения этих сил спользуется 4 газодинамических критерия подобия: Грасгофа, Прандгля, ращательного критерия и критерий Остроградского. Для моделирования ОС еобходимо выполнить соответствие указанных критериев для ОС и МОС и создать динаковые удельные тепловые потоки ОС и МОС. Автор приходит к выводу о том, то МОС подобен ОС вне зависимости от способа закрутки воздушного потока: ибо лопасти располагаются над очагом горения, либо снизу, либо закручивается одложка с топливом. Основная невязка связана с малым удельным тепловым отоком МОС. При моделировании МОС путем вращения емкости с горючим [6,7] становлено, что устойчивый МОС формируется в узком диапазоне скоростей ращения. В наших работах основной схемой получения МОС было использование еподвижного очага горения на оси набегающего снизу вверх закрученного потока оздуха. Тогда МОС формируется в широком диапазоне скоростей закрутки (4-17 б/с). В разделе 1.4 обсуждаются работы по математическому моделированию ОС.

[8] даются оценки критериев возникновения ОС "гамбургского" масштаба: 1-еобходима концентрация горючего вещества более 40кг/м2; 2-скорость ветра в лабом приземном вихре должна составлять более 4 м/с; 3-минимальная площадь ожара должна составлять 1,3 км2; 4-локальное тепловыделение порядка 109кВт на ротяжении 2-3 часов. К тому же должна быть низкая влажность атмосферы. В [91] разработаны численные эксперименты по математическому моделированию гненных и тепловых вихрей. При этом система уравнений Навьс - Стокса в илиндрических координатах дополняется уравнениями описывающими урбулентность. В [12], в части математического моделирования ОС, редполагается, что осесимметричный факел квазистационарно перестраивается в о ответствии с закручиванием окружающего воздуха. Для расчета характеристик вижения и теплообмена используются уравнения Рейнольдса - осредненные ■эавнения Навье-Стокса. Характеристики турбулентности рассчитываются на снове трех-параметрической модели с использованием "к-е" модели урбулентносги. Установлено: 1-наличие локальной циркуляции окружающей реды приводит по сравнению со случаем невозмущенной атмосферы к ытягиванию факела в осевом направлении и сужению в радиальном; 2-урбулизация окружающей среды приводит к улучшению смешения горючего и кислителя и приводит к увеличению ширины фронта горения; 3-существует остаточно узкий интервал параметров (скорость подъема струи, мощность

теплового источника, интенсивность локальной циркуляции внешнего потока и распределение турбулентных характеристик в струе и вне ее), при которых интенсивность вращения в потоке значительно возрастает и формируется новый тип колоннообразного горения - ОС. В [13] проведено теоретическое исследование вихря Рэнкина с источником тепловыделения. Найдено условие образования радиально - сходящегося вращающегося вихря при превышении тепловыделения над теплоотводом. Все математические модели рассматривают ОС в осесимметричной постановке, весьма "громоздки". Раздел 1.5. посвящен обзору оптических методов исследования компактных очагов горения и обоснованию применения оптических методов исследования МОС. Цели исследований, в основном, сосредоточены на определении полей скорости и температуры, распределению концентращш отдельных веществ и частиц в горящей среде. Исследуется влияние такой среды на процессы распространения оптических волн. Оптические методы делятся на активные (есть воздействие на исследуемый объект и пассивные (нет воздействия на исследуемый объект). В Таблице 1 представлен структура основных оптических методов исследования компактных очагов горения В [14] рассмотрена большая часть методов, представленных в таблице п состоянию на 1984г. В настоящее время наибольшее развитие для анализа пол скорости в потоках с горящей средой получил метод «лазерного ножа» - Partiel Image Velocimetry (PIV) [15,16], который позволяет измерять поле скорости выбранном сечении потока. Метод V3V (Volumetric 3-Component Velocimetry фирмы TSI (USA), судя по [17], также может применяться для исследования пол скорости в горящих потоках. Объемное распределение температуры измеряется основном пассивными методами - несколько двумерных проекций тела горени позволяют судить об объемном распределении температуры. Измерять в пламен! концентрации различных веществ оптическими методами не совсем удобно - в это плане они уступают контактным зондовым методам, но с помощью спектральнь методов возможно судить о распределении флуоресцирующих (например радикал ОН), а так же селективно-излучающих молекул (СО, С02, Н20). Неселективны вклад сажеподобных частиц можно оценить по эмиссионным спектрам Преимущество оптических методов обусловлено: дистанционностью - пр исследовании высокотемпературных сред обеспечивается как сохранност оборудования, так и отсутствие возмущений, вносимых в пламя; оперативности безинерционностыо и информативностью - исследуя один очаг горения, возможн одновременно регистрировать несколько параметров, и в короткое время получат большой объем экспериментальных данных. В разделе 1.6 описан предм изучения и вопросы исследования. Следует отметить, что математические модел M ОС громоздки, недостаточно разработаны простые эмпирические соотношеш для параметров МОС; необходимо установить связь частоты вращения МОС о частоты закрутки воздушного потока; усовершенствовать оптические методь

аблица 1 - Оптические методы исследования компактных очагов горения.

метод Активные методы: разновидность метода (частный случай) Измеряемый параметр

Лазерного просвечивания Топографический (обычный, интерферометрия) п; Т; размеры частиц

PIV (2D PIV; 3D PIV; tomo PIV;V3V**) Компоненты V

Лазерное зондирование («на проход»)

Флуктуации (интенсивности, дрожания изображения ЛП*) Флуктуации п; Г вращения

Лазерное зондирование (рассеяние)

лазерный доплеровский измеритель скорости ЛДИС Компоненты V

рамановское рассеяние Т

Лазерная люминесценция

хемилюминесценции радикала ОН Т

Лазерная подсветка зоны горения зона горения

Лазерное воздействие на процесс сажеобразования состав пламени

Гене вой Источник - модель АЧТ

(определение спектра прозрачности пламени, т(Х)

определения коэфф. излучения пламени )

Некогер. источник (шлирен фотография, интерферометрия, оптических решетки) п; Т

Пассивные методы

Интегральная (по пространству) регистрация Одноэлементный приемник

(флуктуации дрожания собственного излучения;* Флуктуации п, С'

датчик теплового потока) Р

Пирометрия (яркостная - сравнение с эталонной нитью накаливания; спектрального отношения; видимый диапазон - определение цветовой температуры; двуцветовая; радиационная - в широкой спектральной полосе) Т

Регистрация изображения Видео, фоторегистрация (анализ геометрических характеристик; анализ характерных времен процесса; анализ изображений в узких спектральных интервалах : цифровая фотометрия) Т; Ю распределение яркости; временные характеристики

Термография (одиночные термограмм*; временные рядов термограмм*; распределение яркостной температуры*; геометрические характеристики*; характерные времена процесса*) Временные характеристики; Т(х,у)

Регистрация эмиссионных спектров УФ диапазон (пожарный извещатель) Наличие горения

УФ диапазон (свечение радикала ОН; СН*) Т; положение фронта пламени

видимый диапазон (анализатор полноты сгорания) хим. состав пламени

ИК диапазон (анализ соотношения спектральных максимумов)* ИК эмиссионные спектры

Примечание - * методы представлены в настоящей работе; ** применение возможно; Обозначения: п - показатель преломления; Т - температура; Т(х,у) -двумерное распределение Т; у - поле скорости; Г - частота (Гц); т (X), £ (X) -спектральные показатели пропускания и излучения; с; - структурная харакеристика п; д - тепловой поток; 20, ЗБ - двух- и трехмерное распределение.

регистрации параметров МОС. Задачей настоящей работы являлась разработка оптических методов исследование горения топлива в режиме МОС и диффузионном и исследовать следующие вопросы: для активного метода лазерного просвечивания - влияние МОС на флуктуации интенсивности и дрожание изображения лазерного пучка; для пассивного метода регистрации точечным приемником в видимом диапазоне - параметры флуктуации собственног излучения; для пассивного тепловизионного метода - геометрически характеристики и частоту вращения МОС; для пассивного метода регистраци эмиссионных ИК спектров - различия в спектрах указанных режимов. Известнь исследования процессов горения в режиме закрутки пламени для технически приложений: в топках различных энергетических установок, камерах сгораш двигателей и т.д. Цели исследования при этом сфокусированы на экологически -аспектах (оптимизации состава горючей смеси), на оптимизации конструкци установок (исследовании полей скорости в камерах сгорания, топках и т.д.) Существенным отличием настоящей работы является то, что МОС генерировался открытом пространстве, что открывало широкие возможности для разработк оптических методов.

Глава 2 посвящена моделированию ОС. В разделе 2.1. Описываютс особенности процесса горения жидкости и лабораторная установка генерации МО (Рис.1 в), в которой емкость (диаметр - 14,2 см, высота бортика - 1см) с топливом (3 оставалась неподвижной, а воздушный поток создавался крыльчаткой (2) вращаемой электродвигателем (1). Ниже устанавливался диск (4) со 18 радиальными прорезями. Светодиод (5) и фотодиод (6) располагались по разны стороны диска. Частота вращения электродвигателя регулировалась вручную п импульсам фотодиода. Технически достижимым, вследствие влияния момент инерции крыльчатки, были частоты 0-И 7 Гц. Положительный дрейф частот вращения электродвигателя за одну реализацию составлял 1+2%. В качеств горючего использовался этиловый спирт, его объем в начале всех реализацш составлял 20 мл. Пламя МОС (Рис. 1а, 16) представляло стабильную структуру и двух и более вращающихся спиралевидных жгутов, сливающихся между собой сплошную среду при больших скоростях вращения. Наблюдалась неболына прецессия МОС по емкости и самого МОС относительно вертикальной оси. разделе 2.2. рассматриваются компоненты скорости воздушного потока: измерени и сравнение с теорией. Приводятся замеры высоты МОС. С помощь термоанемометра были измерены компоненты скорости воздушного потока н установке без горения топлива (рис.2а). Схематически, с сохранением масштаб показано относительно расположение лопастей крыльчатки, и ёмкость для топлива.

}

Из анализа Ут видно, что до высоты 15,2 см от ёмкости сохраняется квазитвёрдое ядро вращения, которое к высоте 35,2 см исчезает. В области ядра вращения Ут

А

Рисунок 1 - Установка по моделированию ОС: а - начало реализации; б -установившийся режим МОС, справа - «дерево» реперов-термопар; в - схема блока генерации МОС: 1-электродвигатель; 2-крыльчатка; 3- емкость с топливом; 4-диск с прорезями; 5 светодиод; 6-фотодиод

имеет вид аналогичный известным в гидродинамике вихрям Рэнкина и Бюргерса [5]. Измерялась высота МОС во всем диапазоне технически возможных ¡скоростей закрутки (рис.26). Лабораторная установка схожа с экспериментом [4]:

Тангенииальналсоставлякчпая.- \'т> ТлШ-

Врртнкальная-составлюошпя.-

8 10 12 14 1бп,о<Ус

а б

Рисунок 2 - (а) - Результаты измерений компонент скорости воздушного потока; (б) - визуальные оценки высоты МОС.

также имеется квазитвердое центральное ядро вращения, но в [4] оно ограничено цилиндрической оболочкой, а в нашем эксперименте цилиндрическим окружным вращением воздуха. Различие в том, что на нашей установке имеется существенное вертикальное движение воздуха.

Глава 3 посвящена лазерным методам измерений параметров МОС. Лазерное излучение весьма чувствительно к оптическим неоднородностям, что использовалось при исследовании среды МОС. Была разработана схема с коллимированным ЛП. В Разделе 3.1. описана аппаратура и методика исследования МОС лазерным просвечиванием (Рис.3). Излучение лазера (2) (/-0,63 мкм)

проходило коллиматор (3). Затем ЛП (диаметр ~2 см) проходил сквозь центр МОС горизонтально, на высоте 10 см от уровня топлива. С помощью светоделительного кубика (4), ЛП разделялся на 2 канала. В первом канале после диафрагмы (5) диаметром 0,1 мм и интерференционного фильтра (7) для отсекания излучения пламени устанавливался ФЭУ (8). Диафрагма (5) второго канала имела диаметр 1 см, а далее стояла линза - объектив (6) и интерференционный фильтр (7). В фокусе линзы (6) устанавливалась диссекторная следящая система (9). Сигналы каждого канала через АЦП поступали в компьютер (10). ФЭУ (8) позволял регистрировать флуктуации интенсивности ЛП с частотой до 10 кГц. Размер диафрагмы (5) - 0,1 мм выбирался в предположении того, что внутренний масштаб турбулентости МОС сотавляет не менее 0,3 мм, но к тому же должно быть приемлимое отношение сигнал/шум. Диссекторная следящая система (9) позволяла регистрировать смещения энергетического центра тяжести ЛП, который

Рисунок 3 - Схема установки для лазерного просвечивания МОС: 1 - блок генерации МОС; 2 - Нс-Ые лазер; 3 - коллиматор; 4 - светоделительный кубик; 5 -диафрагма; 6 - линза; 7 интерференционный фильтр; 8 - ФЭУ; 9 - диссекторная следящая система; 10 - компьютеризированный блок оцифровки и регистрации сигнала.

измерялся по двум координатам (х, у), в полосе частот до 5 кГц (по 2,5 кГц на одну координату) с возможностью регистрации смещений по приемной площадке 1,6*1,6 см со средней квадратичной ошибкой < 2 мкм. [18]. Диссектор работал в режиме крестообразной развертки. Измерения производились без закрутки воздушного потока и затем при нескольких значениях закрутки. В разделе 3.2. описано исследование флуктуаций интенсивности ЛП, прошедшего МОС. Для анализа флукгуаций интенсивности ЛП использовалась спектральная функция вида: (У(/) = /*0ХЯ, где №(/)— спектральная плотность сигнала флуктуаций измеренных параметров ЛП, прошедшего через МОС. Спектральная плотность сигнала №(/) была получена с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) к временным пульсациям лазерного сигнала на ФЭУ. После умножения спектральной плотности сигнала на его соответствующую частоту амплитуда разночастотных компонент спектра соответствовала доле принятой энергии на этой частоте. Для удобства

10

I I

интерпретации применялась процедура "скользящего осреднения" На рис.4 представлены результаты расчета и(/) в диффузионном режиме и в режиме МОС. Логарифмический масштаб по осям позволяет сравнивать данные с асимптотиками вида /"[19]. Виден существенный сдвиг спектрального максимума при наличии закрутки. Спадание спектра при диффузионном режиме горения соответствует 5/3 закону Колмогорова- Обухова [60] для инерционного интервала. При наличии закрутки - аналогичная 7 3. В [20, Глава 5] делается предположение о

подобном ускоренном спадании спектральной функции в «когерентных структурах». Такой «когерентной структурой» в нашем эксперименте выступает вращающаяся область горения. Однако, при проведении дополнительной серии измерений [21], анализ наклонов подобных спектров флуктуаций интенсивности в

Рисунок 4 - Спектры интенсивности ЛП прошедшего МОС: а- диффузионный режим; б - в режиме МОС при закрутке 13,3 об/с.

высокочастотной области дал зависимость 6/5 при закрутке 7,7 об/с. Это

расхождение не позволяет установить характер спадания спектра. Для низкочастотного участка спектров установлено возрастание интенсивности прямо пропорционально частоте для обоих режимов. На рис. 5а представлен график, отражающий сдвиг спектрального максимума интенсивности ЛП в зависимости от частоты закрутки. Начиная с частоты закрутки 4,5 об/с, (начало установления устойчивого МОС) зависимость становится линейной, а для описания переходного режима вводился экспоненциальный член: /т =-140+60г+270ехр(-л/3,5) На рис.5б показана дисперсия флуктуаций интенсивности ЛП начиная с момента установления МОС. Видна тенденция к незначительному росту. Символ а; означает нормировку на квадрат соответствующего среднего значения интенсивности ЛП. В разделе 3.3 описаны исследования флуктуаций дрожания изображения ЛП, прошедшего МОС. На рис. 6 представлены спектры дрожания изображения ЛП полученные диссекторной системой, они подобны спектрам предыдущего раздела со следующими различиями: частоты максимумов а порядок ниже, что обусловлено осреднением 1см апертурой мелких наклонов фазового фронта; нарастание сигнала в низкочастотной области имеет такой же характер и(0~Г'; спадание сигнала в высокочастотной области в диффузионном режиме

Рисунок 5 - (а) - Частоты максимума ^ спектральной функции; (б) - нормированная дисперсия флуктуаций интенсивности ЛП

Рисунок 6 - Спектральные функции флуктуаций дрожания изображения ЛП по осям х,у: (а) - диффузионный режим, (б)- режим МОС при закрутке 13,3 об/с

имеет такой же наклон 5П, а в режиме МОС соответствует U(f)~f ~9/3 из-за

влияния "когерентной структуры". График зависимости сдвига спектрального максимума изображен на Рис.7. Линейный участок начинается с частоты 2 об/'с. Эмпирические формулы, получились следующие:=-4,6+9,06« ; /„=-8,8+9,76« для X и У-компонент (прямые 1 и 2 ) с коэффициентами корреляции гх =0,96; гу =0,97 и средними квадратическими отклонениями Бс1х=10,6 и 8с1у=9,9 соответственно. Для флуктуаций центра тяжести изображения пучка в целом с введением экспоненциального слагаемого для аппроксимации участка от 0 до 2 об/с имеем (кривая 3): /„ = -2 + 9я + ехр(-/г).

Глава 4. посвящена пассивным оптическим методам измерений параметров МОС. В наших работах показано, что при генерации МОС из 20 мл этанола выделяется -400 кДж из которых -118^195 кДж (до 3,5 кВт) в виде электромагнитного излучения. Этой мощности достаточно для применения пассивных оптических методов. В разделе 4.1. описана регистрация МОС в видимом диапазоне. В качестве приемников излучения вошли набор фотодиодов и ФЭУ. В варианте с фотодиодами (Рис. 8а) излучение МОС с помощью

Рисунок 7 - Зависимость максимума спектральной функции дрожания изображения ЛП; аппроксимационные кривые: 1-Х компонента, 2-У компонента, 3-расчет для пучка в целом

объектива (2)преобразовывалось в изображение и проецировалось на плоскость, в которой устанавливались 5 фотодиодов (3), Фотодиоды устанавливались горизонтально на высоте 10см от поверхности топлива. Затем данные записывались с помощью блока регистрации (4) в полосе (Н-5 кГц. Изображение МОС проецировалось так, что фотодиод с13 - располагался в центре, фотодиод <12, был «засвечен» наполовину, а фотодиод с!4 - лишь частично. В варианте с ФЭУ (Рис.86) (диафрагма 0.5мм) регистрация велась на высоте 28 см в такой же полосе частот.

Рисунок 8 - Схема регистрации излучения МОС в видимом диапазоне: 1 - блок генерации МОС; 2 - линза; 3 - набор светодиодов; 4 - блок регистрации; 5 -диафрагма; 6 - ФЭУ

В подразделе 4.1.1. анализируются результаты. При регистрации фотодиодами, дисперсия флуктуаций собственного излучения МОС уменьшается в переходном режиме, при оборотах 0-6 об/с, а при 6-17 об/с имеет постоянный уровень. Такое поведение сигнала обусловлено большим контрастом хаотично возникающих языков пламени в переходном режиме МОС. На центральном фотодиоде дисперсия максимальна вследствие прецессии МОС. Интенсивность спектров в диффузионном режиме на порядок выше относительно режима МОС. Это очевидно обусловлено

большей шириной пламени в диффузионном режиме. При

регистрации на ФЭУ в спектре появляется максимум (Рис.9а), положение которого

Рисунок 9 - (а) - Спектральная функция флуктуаций интенсивности собственного МОС при закрутке 7,7 Гц; (б) - зависимость частоты спектрального максимума от оборотов закрутки

Раздел 4.2. посвящен тепловизионной регистрации МОС. В подразделе 4.2.1 описаны измерения с тепловизором 1п&атей1сз 760, который работал в диапазоне 312 мкм, с визуализацией 50 кадров/с, но с регистрацией лишь 2 кадра/мин на 3,5-дюймовую дискету. Подразделы 4.2.2, 4.2.3_содержат анализ термограмм и результаты по этому типу тепловизора. Производился выбор характерных термограмм для каждой реализации, определялась яркостная температура по оси МОС (Рис. 10а), в поперечном сечении на полувысоте, соотношение геометрических характеристик (Рис.1 Об). Под осью МОС подразумевается линия,

Рисунок 10 - (а) - распределение температуры по высоте МОС; (б) - зависимость высоты Н, диаметра с1 и их отношения от скорости закрутки

проходящая через максимумы интенсивности горизонтальных сечений МОС. Из анализа графиков следует, что распределение яркостной температуры по высоте носит колебательный характер с амплитудой 6-14 см. Средняя температура претерпевает несколько колебаний до 0.5 - 0.75 высоты МОС, а затем

I I

быстро спадает. Распределение яркостной температуры в

горизонтальном сечении в режиме МОС хорошо описываются уравнением вида: 7(-\-| = г expi— (I.V—д- )/о12)] где Тт, хт - максимальная температура и ее координата, а

m L т ,

— полуширина распределения на уровне 1/е [22]. Зависимость высоты МОС (Н) от скорости закрутки (п), для п<8, имеет вид: #(л) = 19.7+3.54л+0.33л2, с

коэффициентом корреляции к = 0.97 и дисперсией Sd =3.48. Из-за особенностей схемы эксперимента высота МОС оказывалась ограниченной, так что корректные результаты получились лишь до частоты вращения 8 об/с. Максимальная температура МОС, измеренная термопарами, составила: Т=100(Н-1100К. Расчет по закону Стефана-Больцмана коэффициента излучения МОС дал £:«0.16 - 0.26, что ниже чем принятый для лесных пожаров ^«0.5 . Такое значение связано со слабой задымленностью пламени, в котором излучают углекислый газ и вода. В подразделе 4.2.4 - схема измерений с тепловизором JADE J530SB, который работал в диапазоне 2,5 ^ 2,7 мкм, имел матричный приемник 320*240 элементов. Термопары-реперы (5 шт.) с шагом ~11 см по высоте устанавливалось так, что их спаи располагались на вертикальной оси МОС. Нижняя термопара - на высоте 3 см от поверхности топлива. Всего было записано 6 реализаций МОС (Таблица 2), где указано число термограмм по которым производилась обработка и анализ

Таблица 2 - условия эксперимента с тепловизором JADE J530SB

№ реализации 1 2 I 3 4 5 6

fкадр. (Гц) 50 170 1 170 170 170 170

Закрутка МОС (об/с) 7,8 9,8 10,9 12,1 13,3 16,7

Число термограмм 2800 7000 7300 6470 5590 7600

результатов. Ставились следующие цели: определить характерные времена установления, устойчивого существования, угасания МОС; частоту вращения МОС. В подразделах 4.2.5, 4.2.6 обсуждаются результаты. Для достижения первой цели эксперимента, на термограммах МОС строились отрезки на высотах ~10см и ~20см от емкости с топливом. Высота расположения верхнего отрезка выбиралась так, чтобы в случае диффузионного горения средняя интенсивность в нём не превышала соответствующие значения в нижнем. В противном случае мы регистрировали зарождение МОС. Затем анализировались временные графики средних значений интенсивности в этих отрезках. Были определены характерные времена существования МОС. Оказалось, что МОС достигает минимального времени устойчивого существования при п=13~14 об/с. При больших значениях частоты закрутки происходит уширение МОС и уменьшение его высоты, а при меньших -уменьшение диаметра и высоты. Для достижения второй цели - определения частоты вращения МОС для каждой из 6 реализаций МОС выделялась последовательность термограмм интервала устойчивого существования МОС. В точках приосевой области МОС на 5 высотах, соответственно термопарам, рассчитывалась спектральная функция (аналогично Главе 3). Для анализа значимых частот, применялось осреднение по 20 точкам - основные максимумы еще

сохранялось, а «фоновые» максимумы подавлялись. Чтобы подтвердить соответствие главного максимума частоте вращения МОС использовалось то обстоятельство, что частота вращения электродвигателя на 1-2% возрастала за время реализации. Следовательно, и в спектрах максимум должен был смещаться в высокочастотную область на сопоставимую величину. Для проверки этого время устойчивого существования МОС было разбито на три равных интервала и для каждого такого интервала, на 5-и высотах, соответственно термопарам рассчитывалась спектральная функция. Из анализа изменений частот максимумов составлена Таблица 3. В реализациях №2 - 6 в 20 случаях из 25 есть сдвиг частоты

Таблица 3 - Изменение (в %) частоты основного спектрального максимума 2-го и 3-го интервала термограмм (соответственно) относительно 1-го интервала термограмм

№ Реализации (см Приложение А)

1 2 3 4 5 6

7,8 9,8 10,9 12,1 13,3 16,7 п (об/с)

Ь,см 50 170 170 170 170 170 Wru)

3 - +1,6;+3,3 +0,7;+2,0 +0,8;+2,5 +0,7+1,2 +0,5;+0,8

14 - +2,4;+3,3 +0,7;+2,0 +0,8;+2,5 +0,1+1,3 +0,5;+0,8

25 +3,0;+5,6 - +0,7;+2,0 +0,1;+1,8 +4,4+5,6 +0,1;+0,4

36 +2,3;+4,6 +7,5;+! 0,0 +8,2;+9,6 -8,8;-7,2 +0,1+1,3 -0,4;-0,1

47 -;+9,2 -0,1;+3,3 +0,1;+1,4 +3,7;+4,8 +14,1+13,3 +0,5;-3,8

спектральных максимумов, что подтверждает соответствие спектрального максимума частоте вращения МОС. Реализация 1 «выпадает» из-за низкой частоты регистрации термограмм. Раздел 4.3. посвящен регистрации эмиссионных ИК-спектров МОС. В подразделе 4.3.1. указаны предпосылки и задачи исследования. В установившемся режиме МОС пламя в нижней части имеет синеватый оттенок, а в диффузионном режиме его нет, что и стало причиной исследования спектрального состава в ИК диапазоне. Известно, что в средней ИК области есть интервалы излучения пламени с центрами 2,8 мкм и 4,4мкм и поэтому для регистрации был выбран диапазон 2,2 4,8 мкм. Ставились цели: получить спектры на различной высоте пламени для диффузионного и МОС режимов горения; разработать критерий, характеризующий различие в режимах горения. В подразделе 4.3.2 описывается аппаратура и методика измерений. Блок генерации МОС работал при 10-42 об/с. Использовался спектрограф MS200H (Беларусь). Дисперсионный элемент: дифракционная решетка 200 штрихов/мм. Фотоприемник спектрометрический инфракрасный модуль (СИМ) на основе охлаждаемой жидким азотом фотоприёмной линейки DIMS (InSb,): 1x384 элемента; рабочий диапазон К5 мкм. Спектрограф устанавливался на фиксированных высотах: 0; 5; 10; 20; 30 см от уровня емкости с топливом на расстоянии 30 см от оси МОС. Время регистрации одного спектра (2200 4800нм) - 30с. Статистическая надежность обеспечивалась накоплением и осреднением каждого отсчета. В режиме МОС был получен набор спектров для всех высот. В диффузионном режиме - лишь до высоты 20 см из-за больших пульсаций языков пламени. В подразделах 4.3.3, 4.3.4 анализируются

результаты и даны выводы. Характерный спектр излучения пламени в нашем эксперименте представлен на рис. 11а, а на рис 116. - спектр излучения лесных горючих материалов (ЛГМ) [23]. В спектре МОС присутствуют 6 максимумов: три «коротковолновых» пика и три «длинноволновых»

(А4-Х6). В средней части спектра наблюдается зона слабой интенсивности ~ 1 мкм.

Рисунок 11 - (а) - Характерный эмиссионный спектр МОС; (б) - спектр пламени ЛГМ [23]

В зависимости от режима регистрации изменяется лишь амплитуда участков спектра, а его форма сохраняется. Для анализа режимов горения были выбраны интервалы 3 и 6: в них наибольшие значения интенсивности; в 3-м преобладает излучение И20 и частично С02, а в 6-м лишь С02. Эти интервалы традиционно используются для описания пламён. Для повышения надежности оценок, было произведено суммирование интенсивностей в окрестностях максимумов. В интервале №3 (2829,35 - 2992,75 (нм)) суммирование проводилось по 10-и характерным максимумам, а интервал №6 (4344,58 - 4501,18 (нм)) подбирался таким образом, чтобы имелось сопоставимое число слагаемых (-250 шт.) в окрестности 6-го максимума, были рассчитаны суммы интенсивности спектров в выбранных интервалах, которые обозначим S3 и S6 соответственно. Были построены значения отношения SJS} в зависимости от высоты спектрографа (Рис.12). Аппроксимация зависимости SJS}: для режима МОС к=2,305+0,03 lh, с коэффициентом корреляции г=0,5 и дисперсией Sd=0,51, а для режима диффузионного горения k=2,06-0,02h, г =0,39 и Sd=0,37 соответственно. Анализ зависимости S6/S3 позволяет сделать вывод, что в режиме МОС наблюдается рост отношения S6/Sз с высотой, в то время как при свободном диффузионном режиме значения упомянутого отношения не имеют выраженной тенденции. Такое различие вероятно обусловлено следующим: в режиме МОС, из-за большего притока окислителя, увеличивается полнота сгорания и в пламени присутствует большее количество конечного продукта сгорания С02, а при свободном диффузионном горении в пламени присутствует относительно большее количество промежуточного продукта горения -СО. В результате такого предположения

Рисунок 12 - в диффузионном (полые точки) и МОС (черные точки) режимах горения,

оказывается, что в режиме МОС значение Бб выше, чем в диффузионном режиме, так как излучение СО, выше излучения СО. Это подтверждается оценками, полученными с помощью [24] для эмиссионных спектров наиболее распространенных изотопов С02 и СО на трассе 1 м при температуре 1000К. Оказалось, что вклад СО в сравнении с вкладом СО, ниже в 4280 раз, что, по-видимому, и обуславливает разницу в соотношении для двух обсуждаемых

режимах горения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации показано, что с помощью метода лазерного просвечивания МОС установлено: при диффузионном горении (п=0 об/с) спектры флуктуаций параметров ЛП, распространяющегося через, аналогичны спектрам лазерного излучения при распространении в турбулентной атмосфере: в высокочастотной области / >/т спектры спадают пропорционально / '5/3, а в низкочастотной / </т растут пропорционально /; в режиме МОС скорость спадания спектров флуктуаций интенсивности ЛП в высокочастотной области возрастает до / ~7/3, а спектров флуктуаций изображения до /9Я; частота максимума спектра флуктуаций дрожания изображения ЛП при увеличении скорости закрутки п > 2 об/с растёт линейно (Рис.12.), в то время как линейный участок для частоты максимума флуктуаций интенсивности отмечается при п > 4,5 об/с; зависимость частоты максимумов флуктуаций интенсивности и дрожания изображения от скорости закрутки хорошо описываются уравнением вида а+Ьп+с-еп/к при п > 0; уровень флуктуаций интенсивности а2 ЛП, распространяющегося через МОС, слабо зависит от скорости вращения; при диффузионном режиме горения удается воспользоваться атмосферной моделью турбулентности Колмогорова - Обухова и рассчитать структурную характеристику показателя преломления С; «о,4-5-1,7)-10~"слГ2".

Используя метод приема собственного излучения МОС в видимом диапазоне обнаружено, что: в режиме МОС скорость спадания спектров флуктуаций собственного излучения в высокочастотной области возрастает до у~9'3; максимум в

ектрах флуктуации интенсивности собственного излучения МОС на рядок выше остальной части спектра, соответствует скорости закрутки МОС, ичем установлена линейная зависимость этого максимума от скорости закрутки ): /т» =-0.37+1,03«

При анализе одиночных термограмм МОС: определены его геометрические ракгеристики в зависимости от скорости закрутки; получен ход яркостной мпературы по высоте и в горизонтальном сечении на уровне полувысоты; оизведена оценка коэффициента «серости» пламени этанола (£»0.16 - 0.26). При ализе серий по несколько тысяч термограмм: определены характерные времена чествования МОС и установлено, что при частоте закрутки воздушного потока 13-14 об/с время устойчивого существования МОС минимально при аксимальной высоте пламени; рассчитаны -150 частотных Фурье - спектров еменных последовательностей термограмм на 5 высотах и установлено, что ектральный максимум соответствует частоте вращения МОС.

Из анализа ИК эмиссионных спектров МОС установлено: отношение S6/S3 стет при увеличении высоты регистрации для режима МОС и остается актически неизменным для диффузионного режима; во всех эмиссионных ектрах обнаружен интервал с практически нулевой интенсивностью шириной - 1 км.

В качестве целей дальнейшего исследования МОС с помощью оптических етодов следует перейти в полевой масштаб эксперимента, где попытаться енерировать МОС высотой ~10м. Такой существенный рост исследуемого объекта зволит приблизиться к естественным размерам ОС. В качестве активных гических методов здесь, по-видимому, следует разработать различные схемы тарного зондирования, с помощью которых получить распределение скоростей в рящем объеме. Далее, применяя пассивные методы регистрации излучения такого ОС, перспективной задачей является попытаться получить распределение ергетической температуры «тела» горения. И, конечно, верифицировать рименительно к полевому масштабу МОС разработанные в представленной иссертации оптические методы. Кроме этого, на основании полученных в иссертации результатов, разработать прибор для дистанционного определения орости закрутки пламени. Важной задачей является разработка модели збулентности для подобных сред.

Работы автора по теме диссертации

Гришин, A.M. Экспериментальные исследования огненных смерчей / A.M. ришин, А.Н.Голованов, В.В.Рейно, В.М. Сазанович, A.A. Строкатов, Р.Ш.Цвык, .В. Шерстобитов. // Оптика атмосф. и океана. - 2007. - Т.20. - №3. - С.237-242.

Гришин, A.M. Экспериментальные исследования огненных смерчей / A.M. ришин, В.В.Рейно, В.М. Сазанович, Р.Ш.Цвык, М.В. Шерстобитов. // Оптика тмосф. и океана. - 2008. - Т.21. - № 2. - С. 158-163.

Гришин, A.M. Некоторые итоги экспериментальных исследований огненных мерчей / A.M. Гришин, Рейно В.В., В.М. Сазанович, Р.Ш. Цвык, М.В. ерстобитов. // Изв. ВУЗов Физика. -2011. -№12 - С. 14-23.

4. Grishin, A.M. Some results of experimental investigations of fi tornadoes / A.M. Grishin, V.V. Reino, V.M. Sazanovich, R.S. Tsvyk, M.V. Sherstobitov Russian Physics Journal. - 2012. - T. 54. - № 12. - P. 1311-1323.

5. Шерстобитов, M.B. Влияние скорости вращения огненного смерча на параметры зондирующего пучка и собственного излучения / М.В. Шерстобитов, E.JI. Лобода, В.М. Сазанович, Р.Ш. Цвык. // Известия ВУЗов. Физика. - 2012. -Т.55.- №9-2. -С. 198-200.

6. Шерстобитов, М.В. О различии в эмиссионных спектрах ИК-спектрах этано при свободном диффузионном горении и в режиме воздействия воздушного пото при моделировании огненного смерча / М.В. Шерстобитов, Р.Ш. Цвык. // Извес ВУЗов. Физика. - 2013. - Т.56. - №1 - С. 90-94.

7. Sherstobitov, M.V. Difference between IR radiation spectra of ethanol in fr diffusion combustion regime and regime influenced by an air flow in modeling of a fi tornado / Sherstobitov M.V., Tsvyk R.S. Russian Physics Journal. - 2013. - T.56. - №1. P. 103-108.

8. Войцеховская, O.K. Определение относительных концентраций газов продуктов сгорания по спектральным характеристикам пламен / O.K. Войцеховск Д.Е. Каширский, Н.М. Емельянов, В.М. Сазанович, Р.Ш. Цвык, М.В. Шерстобит // Известия ВУЗов. Физика. - 2013. - Т.56. -№9-2. - С.64-66.

Цитируемая литература

1 Гришин, A.M. Математическое моделирование лесных пожаров и нов способы борьбы с ними / А.М. Гришин. - Новосибирск: Наука, 1992. - 407 с.

2 King, A.R. Characteristics of a fire induced tornado / A.R. King // Aust. Mete Mag. - 1964. - №44. - p. 1 -9.

3 Byram, G. M. Fire Whirlwinds in the Laboratory / G. M.Byram, R. E.Martin.// F' Control Notes. - Vol.23. - 1962. - P.13-17.

4 Emmons, H.W. The fire whirl / H.W. Emmons, S.J. Ying.// USA.: Pittsburgh, Combustion Institute.: in Proceedings of the 11th International Symposium Combustion. - 1967. - P.475- 488.

5 Строкатов. A.A. Физическое моделирование огненных и тепловых смерч дисс. ... канд. физ.-мат. наук: 01.02.05 / Антон Анатольевич Строкатов. - Том 2007.- 132 с.

6 Гришин, А.М. Исследования распространения лазерного излучения чер высокотемпературную закрученную струю / A.M. Гришин, В.М. Сазанович, А. Строкатов, Р.Ш. Цвык. // Оптика атмосф. и океана. - 2006. - Т. 19. - № 12. - С. 10 1046.

7 №1 из списка работ автора

8 Кэрьер, Ж.Ф. Огненные смерчи / Ж.Ф. Кэрьер, Ф.И. Фендел, П.С. Фелдма Теплопередача. - 1985. - Т. 107. - №1. - С. 16-25.

9 Гришин, A.M. Математическое моделирование огненных смерчей / А. Гришин, О.В. Матвиенко // Вестник ТГУ. -2004. -№10 - С. 12-31.

0 Гришин, A.M. Математическое моделирование формирования тепловых мерчей / A.M. Гришин, О.В. Матвиенко, Ю.А. Руди. // Инженерно-физический урнал. - 2008. - Т.81. - № 5. - С. 860-867.

1 Гришин, A.M. Математическое моделирование огненных смерчей / A.M. ришин, О.В. Матвиенко. // V Минский международный форум по тепло- и иссообмену. тез. докл. и сообщ. - Минск. - 2004.

2 Руди, Ю.А. Математическое моделирование горения внутренних закрученный отоков и формирования огненных смерчей: дис. ...канд. физ. -мат. наук: 01.02.05/ 'уди Юрий Анатольевич. -Томск., 2009. - 165с.

3 Завершинский, И.П. Эволюция вихря Рэнкина в газе с источником епловыделения / И.П. Завершинский, А.И. Климов, Н.Е. Молевич, Д.П. Порфирьев. / Письма в ЖТФ. - 2009. - Т.35. - №7. - С. 106-110.

4 Гиль В.В. Оптические методы исследования процессов горения / В.В. Гиль. -инск : Наука и техника, 1984. - 128 с.

5 Дулин, В.М. Применение современных оптических методов для диагностики ространственной структуры турбулентных пламен / В.М. Дулин, Д.М. Маркович,

.П. Токарев, Л.М. Чикишев.// Автометрия. - 2012. - Т.48. - № 3. - С.22-32.

6 Саданандан, Р. Взаимодействие поля течения и структуры пламени в циллирующем вихревом пламени / Р.Саданандан, М.Штор, В Мейер. // Физика

орения и взрыва. -2009. -Т.45. -№5. -С.16-28.

7 V3V - 9800 SISTEM [электронный ресурс]/ Режим доступа: http://www.tsi.com/Product View.aspx?id=26314

18 Слободян, С.М. Следящая система с диссектором для измерения угловых луктуаций оптического пучка / С.М. Слободан, В.Н. Галахов, В.М. Сазанович. // риборы и техника эксперимента. - 1980. - № 4. - С.192-194.

9 Татарский, В.И. Распространение волн в турбулентной атмосфере / В.И. атарский. - М.: Наука, 1967. - 548 с.

0 Банах, В.А. Распространение оптич. волн в неоднородных, случайных, елинейных средах / В.А. Банах, В.В. Белов и др. - Томск, 2012. - 402 с.

1 №5 из списка работ автора

2 Гришин, А.М.Теоретическое и экспериментальное исследование теплового мерча / А.М.Гришин, А.Н.Голованов, И.В.Матвеев // Изв. ВУЗов. Физика. - 2009. -. 52. - № 2/2. - С.78-83.

3 Meléndez, J. Measurement Of Forest Fire Parameters With Multi-Spectral Imaging In The Medium Infrared / J. Meléndez, J.M. Aranda, A.J. de Castro, F. López. // The

ournal of Quantitative Infrared Thermography. - 2006. - VOL 3/2. - P.l 83-200.. 24 Спектроскопия атмосферных газов [электронный ресурс]. - Режим доступа: http://spectra.iao.ru

Отпечатано в ООО "Вайар" г. Томск, Московский тракт, 2г. Тел./факс: 52-98-1 1, www.yr.tomsk.ru Подписано в печать: 1.09.2014 г. Ти.раж: 80 экз. Заказ №315.