Исследование конвективной турбулентности над нагретой поверхностью методом скоростной термографии
М.В. АГАФОНЦЕВ1,2, Л.О. ГЕРАСИМОВА1, В.В. РЕЙНО1, А.Н. ШЕСТЕРНИН1
1Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, Томск, Россия
kim75mva@gmail.com
2Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
Ключевые слова: турбулентность, конвекция, флуктуации температуры, скоростная термография, лабораторные эксперименты, энергетический спектр
Страницы: 584-590
Аннотация
Представлены результаты лабораторных экспериментов по определению характеристик конвективного потока, возникающего над нагретой металлической поверхностью, для различных высот и температур методом скоростной термографии. Характеристики определялись с помощью скоростной ИК-камеры путем съемки температурного поля малоинерционных бумажных мишеней, подвешенных над нагретой поверхностью, одновременно по всей вертикальной плоскости поля зрения ИК-камеры. По флуктуациям температурного поля поверхности мишеней были найдены коэффициент теплоотдачи, уровень интенсивности конвективного потока, полный поток и количество выделяемого тепла за время измерений на разных высотах над поверхностью. Построены энергетические спектры конвективной турбулентности в различных условиях. Анализ спектров турбулентности показал наличие инерционного интервала с наклоном, близким к степенному закону 8/3, для всех рассмотренных высот над нагретой поверхностью, температур и условий турбулентности. Характеристиками конвективной турбулентности, полученными в работе, можно воспользоваться при тестировании различных оптических адаптивных систем управления лазерными пучками, при изучении распространения вихревых лазерных пучков и очагов горения, которые также характеризуются конвективной турбулентностью с дальнейшим переходом в атмосферную турбулентность, наведенную энергией горения.
DOI: 10.15372/AOO20230707
EDN: TOOUDH
|
