Бунзеновский конус
Cтраница 1
Стационарный бунзеновский конус может удерживаться и внутри трубки, что можно показать посредством следующего опыта. Сначала, пользуясь не слишком бедной смесью, получают конус над выходом из трубки. Затем уменьшают скорость газового потока до тех пор, пока у краев трубки, где поток замедляется вследствие трения, она не сделается приблизительно равной скорости горения, хотя в центре она еще значительно больше. Основание конуса делается теперь очень плоским, и граничный слой больше не требуется для того, чтобы удерживать конус у отверстия. На первый взгляд казалось бы, что требуется очень точное поддержание скорости газового потока для того, чтобы получить скорость газа у краев, в точности равную скорости горения. Однако охлаждающее и, возможно, также дезактивирующее действие стенки помогает поддерживать конус в положении над отверстием; если пламя втягивается в трубку ( вследствие слишком малой скорости потока), то скорость горения настолько уменьшается вследствие охлаждения и вообще действия стенки, что конус возвращается в свое прежнее положение над отверстием. Трубка может контролировать таким образом положение ко-иуса лишь постольку, поскольку она остается холодной. Если температура стенок повышается, исходная газовая смесь нагревается и скорость горения у краев возрастает, пока она не сделается больше, чем скорость газа, соприкасающегося со стенкой. Конус должен тогда принять новое положение внутри трубки, причем его основание будет держаться у нижней более холодной части, где скорость горения как раз равна скорости потока. [1]
Стационарный бунзеновский конус может удерживаться и внутри трубки, что можно показать посредством следующего опыта. Сначала, пользуясь не слишком бедной смесью, получают конус над выходом из трубки. Затем уменьшают скорость газового потока до тех пор, пока у краев трубки, где поток замедляется вследствие трения, она не сделается приблизительно равной скорости горения, хотя в центре она еще значительно больше. Основание конуса делается теперь очень плоским, и граничный слой больше не требуется для того, чтобы удерживать конус у отверстия. На первый взгляд казалось бы, что требуется очень точное поддержание скорости газового потока для того, чтобы получить скорость газа у краев, в точности равную скорости горения. Трубка может контролировать таким образом положение конуса лишь постольку, поскольку она остается холодной. Если 7емпература стенок повышается, исходная газовая смесь нагревается и скорость горения у краев возрастает, пока она не сделается больше, чем скорость газа, соприкасающегося со стенкой. Конус должен тогда принять новое положение внутри трубки, причем его основание будет держаться у нижней более холодной части, где скорость горения как раз равна скорости потока. [2]
Нижняя точка бунзеновского конуса является поджигающей и с ее помощью осуществляется стабилизация пламени. [3]
При крупномасштабной турбулентности фронт пламени делается очень шероховатым, волнистым, его поверхность как бы покрывается многими бунзеновскими конусами, ширина которых определяется масштабом турбулентности /, а высота пульсационной составляющей скорости W ( см. рис. XVI. [4]
Структура угловых точек сложна: с одной стороны, в них своеобразно проявляются эффекты диффузии и теплопроводности, в этом отношении они похожи на вершину бунзеновского конуса пламени. [5]
 |
Стационарное положение элементарного участка фронта пламени в потоке. [6] |
Стационарное горение в бунзенов-ском пламени возможно при различных скоростях потока. При изменении этой скорости соответственно изменяется и форма бунзеновского конуса, а с нею и его поверхность по закону площадей. При этом основание конуса остается неизменным, приблизительно совпадая с выходным сечением горелки, а высота возрастает в быстром потоке и уменьшается в медленном. Устойчивое горение, при котором происходит такое саморегулирование формы пламени, возможно в широком диапазоне скоростей газового потока. Лишь при очень большой скорости газа происходит срыв пламени, его затухание. Если же скорость газа становится достаточно малой, в среднем близкой к ип, пламя распространяется навстречу потоку, входя внутрь горелки, - происходит проскок пла. [7]
 |
Стационарное положение элементарного участка фронта пламени в потоке. [8] |
Стационарное горение в бунзенов-ском пламени возможно при различных скоростях потока. При изменении этой скорости соответственно изменяется и форма бунзеновского конуса, а с нею и его поверхность по закону площадей. При этом основание конуса остается неизменным, приблизительно совпадая с выходным сечением горелки, а высота возрастает в быстром потоке и уменьшается в медленном. Устойчивое горение, при котором происходит такое саморегулирование формы пламени, возможно в широком диапазоне скоростей газового потока. Лишь при очень большой скорости газа происходит срыв пламени, его затухание. Если же скорость газа становится достаточно малой, в среднем близкой к ип, пламя распространяется навстречу потоку, входя внутрь горелки, - происходит проскок пламени. [9]
Газовая смесь течет по цилиндрической трубе, достаточно длинной, чтобы в ней получился установившийся поток газа. Смесь сгорает у устья трубы, где форсируется и измеряется бунзеновский конус. Скорость распространения пламени находят делением объемной скорости газа на площадь видимого конуса. Горючая смесь поступает в нижнюю часть широкой трубы ( с ( 6см), проходит через ряд узких каналов, слой стеклянных шариков, другой ряд узких каналов и сгорает плоским пламенем. Эта труба помещается в более широкую трубу, куда подается инертный газ, чтобы предотвратить подсос воздуха к пламени. Скорость и состав пламени регулируют так, чтобы сделать пламя плоским. Определяют диаметр пламени и объемную скорость потока смеси и находят ым, разделив объемную скорость на площадь фронта пламени. [10]
Газовая смесь течет по цилиндрической трубе, достаточно длинной, чтобы в ней получился установившийся поток газа. Смесь сгорает у устья трубы, где форсируют и измеряют бунзеновский конус. Скорость распространения пламени находят делением объемной скорости газа на площадь видимого конуса. [11]
Предполагалось, что причина этого заключается в более быстром прогреве смеси перед вогнутыми ( по отношению к горючей среде) участками фронта, охватывающими нагреваемую область. Обусловленное этим эффектом увеличение нормальной скорости горения на вогнутых участках фронта пламени многократно отмечалось как причина закругления вершины бунзеновского конуса. [12]
Поэтому эффект будет такой же, как и при добавлении инертного газа: фронт пламени смещается внутрь. Нужно, конечно, различать случай, когда добавляемое количество кислорода достаточно мало, так что сгорание ограничено внешним фронтом пламени, от случая, когда добавляется достаточно кислорода для образования бунзеновского конуса. Теория относится только к первому случаю. [13]
Торможение потока горючей смеси у неподвижной преграды объясняет стабилизацию пламени в различных устройствах. Так, пламя может фиксироваться у проволочного кольца, помещаемого выше устья горелки. Аналогичный пример дает так называемый обращенный бунзеновский конус, образующийся при помещении твердого стержня в поток горящего газа; пламя стабилизируется у одной не-тгодвижной точки - вершины конуса, перевернутого основанием вверх. [14]
В этих точках устойчиво фиксируется пламя: ближе к краю горелки невозможно горение, на большем удалении скорость пламени больше скорости газа, и пламя будет приближаться к горелке, пока обе скорости не сравняются. По такому же механизму пламя может стабилизироваться в потоке горючей среды вблизи различных неподвижных преград, например около проволочного кольца, помещаемого выше горелки, или у конца стержня, находящегося внутри горелки. В последнем елучае образуется так называемый обращенный бунзеновский конус, перевернутый основанием вверх и стабилизированный в одной неподвижной точке - у его вершины. [15]
Страницы: 1 2