Пространственное и временное разрешение метода PIV при измерении скорости в пламени

Исследованы ограничения пространственного и временного разрешения метода PIV (particle image velocimetry) при измерении поля скорости в ламинарном пламени. Ограничения вызваны необходимостью внесения взвеси трассерных частиц в поток. Для метановоздушной смеси с коэффициентом стехиометрии 0.9 определено, что при массовой доле твердых частиц TiO$_2$ свыше 0.08% изменение скорости распространения пламени частицами превышает 5%. Максимальное пространственное разрешение метода PIV, для которого влияние частиц незначительно, соответствует концентрации 0.03%, при этом минимальный разрешаемый масштаб ограничен величиной, в 200 превышающей размер трассерных частиц. На основе аналитических оценок, сравнения результатов измерения скорости частиц во фронте пламени и численного расчета сделан вывод, что частицы размером менее 2 мкм удовлетворительно отслеживают скорость потока. В этих условиях погрешность измерения скорости главным образом определяется ограниченным пространственным разрешением метода PIV. Результаты выполненной работы могут быть использованы для оценки погрешности измерений PIV в других экспериментальных исследованиях пламен.