Применение цифровой трассерной визуализации для исследования дисперсии частиц в турбулентном газовом потоке

Представлен метод определения дисперсии твердых частиц в турбулентном газовом потоке. Метод основан на записи траекторий частиц при помощи скоростной видеокамеры на отдельных участках потока, расположенных на различных расстояниях от точечного источника частиц, и последующей обработке полученных кадров. С помощью данного метода были проведены исследования дисперсии твердых частиц в условиях турбулентности в горизонтальном канале прямоугольного сечения размерами $200\times400$ мм при длине измерительного участка $2$ м. Турбулентность газового потока генерировалась с помощью решетки с квадратными ячейками размером $16$ мм. Средняя скорость потока газа в измерительном участке составляла $5.1$ м/с. Дисперсия $36$-, $56$- и $128$-микронных стеклянных частиц сферической формы исследовалась на участке длиной $450$ мм от точечного источника частиц.
Показано, что дисперсия использовавшихся частиц в направлении действия силы тяжести больше, чем их дисперсия в перпендикулярном силе тяжести направлении. Результаты исследования показали, что увеличение размера частиц приводит к уменьшению дисперсии при малых временах полета частиц (кратковременной дисперсии).