Cтраница 2
Этот результат противоречит эксперименту, так как устойчивые ламинарные пламена в бунзеновской горелке часто наблюдаются в лаборатории. Приближенно учтя зависимость скорости пламени от радиуса кривизны фронта пламени и воспользовавшись аналогичным методом, Маркштейн I88 ] установил, что плоское пламя устойчиво по отношению к возмущениям с малой длиной волны и неустойчиво по отношению к возмущениям с большой длиной волны. [16]
Решение Маркштейна позволяет найти длину волны, растущую с максимальной скоростью. Предположив, что неустойчивость пламени проявляется именно через эту длину волны, равную 2n / km, Маркштейн сопоставил ее с характерными размерами ячеек в ячеистых пламенах, которые, по его мнению, являются следствием гидродинамической неустойчивости плоского-пламени. [17]
Указанные два типа неустойчивости проявляются различным образом. Первый из них, связанный с пересечением массой газа фронта пламени ( р г О), дает ячеистую структуру пламени, подробно рассматривавшуюся Маркштейном. [18]
При абсолютно строгом исследовании гидродинамической устойчивости ламинарного пламени следует отбросить приближенное представление о пламени как о разрыве и рассматривать распространение возмущений в реакционной зоне. Такие исследования отличаются от исследований, основанных на рассмотрении модели искривленного ламинарного пламени, но будут здесь упомянуты с той целью, чтобы указать, какое место среди других исследований занимают работы Ландау и Маркштейна. [19]
Устойчивость ламинарного плоского фронта пламени в первом приближении по обратной величине числа Рейнольдса зависит от его структуры. В большинстве случаев ввиду сложности химического превращения при горении структура пламени неизвестна. Поэтому феноменологические модели типа модели Маркштейна принципиально полезны. Неизвестные константы в них можно определять из эксперимента, подменяя опытом теоретическое изучение структуры фронта пламени. Если это не связано с большими трудностями и дает необходимую информацию, то такую постановку задачи следует считать вполне оправданной. [20]
Маркштейн провел серию тонких экспериментов, в которых доказал, что такие волны действительно образуются и приводят к так называемой ячеистой структуре фронта пламени. Скоростная киносъемка обнаружила, что фронт пламени как бы распадается на ряд ячеек, выпуклостью направленных в сторону свежей смеси. Ячейки все время находятся в беспорядочном движении, причем большие ячейки увеличиваются за счет маленьких и расщепляются при достижении чрезмерной величины. В результате происходит известная нивелировка размеров ячеек, и можно говорить об их средней величине. Оценка, произведенная Маркштейном, показала, что размер этих ячеек не противоречит предположению о связи их характерной величины с длиной волны Ятах. [21]
Решение Маркштейна позволяет найти длину волны, растущую с максимальной скоростью. Предположив, что неустойчивость пламени проявляется именно через эту длину волны, равную 2n / km, Маркштейн сопоставил ее с характерными размерами ячеек в ячеистых пламенах, которые, по его мнению, являются следствием гидродинамической неустойчивости плоского-пламени. При определенных составах горючей смеси плоское пламя над такой горелкой распадается на ячейки. Ячейки могут иметь разный размер в зависимости от условий горения, могут быть неподвижными или находиться в динамическом равновесии: одни ячейки дробятся, а вместо них образуются новые. В работе [35] сравнение с экспериментами было предпринято с обратной целью: для экспериментального определения константы Маркштейна. [22]