Abstract This paper presents the results of aluminum dust flame propagation inside a vertical prototype of 700 mm height and 150 × 150 mm square cross section. The study considers three visualization techniques. At first, direct visualization is employed to record the flame light with high speed camera. Special attention is given to collect images without saturation. This is especially important with aluminum flames as they are very luminous. To ensure that the exact delimitation of the flame is well defined, two additional optical techniques have been implemented: schlieren and shadowgraphy. For each explosion test, these three techniques were used simultaneously to compare the flame propagation and the burning velocity. The first one corresponds to the flame speed in the laboratory referential, determined from the obtained images, while the burning velocity corresponds to the consumption rate of the reactants by the flame front. The method used for the determination of burning velocity from the images obtained is exposed. A pulsating behavior of the light emitted by the flame is observed with the direct visualization technique. This behavior confused the determination of the flame front. This contour is easier to define with shadowgraphy images. Nevertheless, results of flame front propagation velocity are close for each technique. Burning velocity is then determined only from direct visualization and shadowgraphy images, to avoid uncertainties due to flame contour detection from schlieren images. Again, results of burning velocity are fairly close for both techniques. Graphic abstract

中文翻译：

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方截面管中铝粉尘火焰传播的可视化：纹影、阴影成像和直接可视化技术的比较

摘要 本文介绍了铝粉火焰在 700 mm 高度和 150 × 150 mm 方形横截面的垂直原型内传播的结果。该研究考虑了三种可视化技术。首先，采用直接可视化，用高速摄像机记录火焰光。特别注意收集不饱和的图像。这对于铝制火焰尤其重要，因为它们非常明亮。为确保准确界定火焰，还实施了两种额外的光学技术：纹影和阴影法。对于每个爆炸测试，这三种技术同时使用来比较火焰传播和燃烧速度。第一个对应于实验室参考中的火焰速度，根据获得的图像确定，而燃烧速度对应于火焰前沿对反应物的消耗率。公开了用于从获得的图像确定燃烧速度的方法。火焰发出的光的脉动行为是用直接可视化技术观察到的。这种行为混淆了火焰锋的确定。这个轮廓更容易用阴影图像定义。然而，每种技术的火焰前沿传播速度的结果是接近的。然后仅根据直接可视化和阴影成像图像确定燃烧速度，以避免由于纹影图像中的火焰轮廓检测而产生的不确定性。同样，两种技术的燃烧速度结果相当接近。图形摘要 公开了用于从获得的图像确定燃烧速度的方法。火焰发出的光的脉动行为是用直接可视化技术观察到的。这种行为混淆了火焰锋的确定。这个轮廓更容易用阴影图像定义。然而，每种技术的火焰前沿传播速度的结果是接近的。然后仅根据直接可视化和阴影成像图像确定燃烧速度，以避免由于纹影图像中的火焰轮廓检测而产生的不确定性。同样，两种技术的燃烧速度结果相当接近。图形摘要 公开了用于从获得的图像确定燃烧速度的方法。火焰发出的光的脉动行为是用直接可视化技术观察到的。这种行为混淆了火焰锋的确定。这个轮廓更容易用阴影图像定义。然而，每种技术的火焰前沿传播速度的结果是接近的。然后仅根据直接可视化和阴影成像图像确定燃烧速度，以避免由于纹影图像中的火焰轮廓检测而产生的不确定性。同样，两种技术的燃烧速度结果相当接近。图形摘要 火焰发出的光的脉动行为是用直接可视化技术观察到的。这种行为混淆了火焰锋的确定。这个轮廓更容易用阴影图像定义。然而，每种技术的火焰前沿传播速度的结果是接近的。然后仅根据直接可视化和阴影成像图像确定燃烧速度，以避免由于纹影图像中的火焰轮廓检测而产生的不确定性。同样，两种技术的燃烧速度结果相当接近。图形摘要 火焰发出的光的脉动行为是用直接可视化技术观察到的。这种行为混淆了火焰锋的确定。这个轮廓更容易用阴影图像定义。然而，每种技术的火焰前沿传播速度的结果是接近的。然后仅根据直接可视化和阴影成像图像确定燃烧速度，以避免由于纹影图像中的火焰轮廓检测而产生的不确定性。同样，两种技术的燃烧速度结果相当接近。图形摘要 然后仅根据直接可视化和阴影成像图像确定燃烧速度，以避免由于纹影图像中的火焰轮廓检测而产生的不确定性。同样，两种技术的燃烧速度结果相当接近。图形摘要 然后仅根据直接可视化和阴影成像图像确定燃烧速度，以避免由于纹影图像中的火焰轮廓检测而产生的不确定性。同样，两种技术的燃烧速度结果相当接近。图形摘要