球形膨胀火焰胞状化过程中裂纹及细胞尺寸的定量研究

摘要

利用阴影法和高放大倍数镜头获得的分辨率高达0.1mm的火焰图像,清晰地呈现了火焰锋面形态及火焰锋面以内的褶皱裂纹形态.结合阴影法图像的特征以及褶皱裂纹"窄而长"且亮度高的特征,实现了对火焰锋面和褶皱裂纹的自动识别,为定量的分析火焰速度特征和火焰细胞形态提供了条件.在此基础上,本文除了计算球形火焰研究中常用的火焰半径以外,还提出了火焰裂纹总长度、火焰细胞平均半径两个火焰褶皱形态特征参数,实现了对球形火焰图像数据的充分利用.利用这些方法,本文对热质扩散平衡的乙炔球形火焰的裂纹形态进行了定量统计,分析结果表明:火焰面上的裂纹分为两类,一类是初始扰动造成的始终存在且随机分布的大尺度裂纹,另一类是发展到一定半径时火焰发生整体性失稳导致迅速产生的分布较为均匀的胞状裂纹.