Неустойчивость - пламя
Cтраница 2
Этот вывод, разумеется, справедлив и прид 1, когда неустойчивость пламени существенна. Но в этом случае пульсационная скорость неизвестна. [16]
В главе 6 построена качественная схема, в рамках которой учитывается влияние неустойчивости пламени и различий в коэффициентах молекулярного переноса на процесс горения однородной смеси. Получен ряд нетривиальных критериев, характеризующих распространение пламени. На основе теории локально однородной турбулентности дана оценка предельной теплонапряженности процесса горения и показано, что эта теплонапряжен-ность существенно ниже теплонапряженности в нормальном пламени, если интегральный масштаб турбулентности много больше, чем толщина нормального фронта пламени. [17]
Наиболее серьезные трудности возникают при исследовании третьего режима горения ( К 1), когда неустойчивость пламени несущественна, а колмогоровский масштаб меньше толщины нормального пламени. В этом случае пламя оттесняется в глубь турбулентной жидкости и задача не сводится к описанию поля инертной примеси. Найден, однако, ряд полезных упрощений. В частности, установлено, что фронт пламени остается непрерывной поверхностью и-что он не проникает в сильно турбулизиро-ванные области, возникающие из-за внутренней перемежаемости. В слабо турбулизированных областях следует рассмотреть внутреннюю структуру зоны реакций и ее крупномасштабные колебания. При этом химическая кинетика и характеристики молекулярного переноса, существенно влияющие на процесс горения и в этом режиме, войдут только в решение внутренней задачи. Конкретные пути реализации эгой программы в настоящее время неясны. [18]
Ясно, что если при некотором / выполняется условие D ( J) ( 0 то неустойчивость пламени существенно влияет на возмущения с рассматриваемым масштабом. [19]
В настоящее время удовлетворительное описание проблемы возможно лишь в одном режиме ( ju 1, К 1), в котором неустойчивость пламени несущественна, а колмогоровский масштаб меньше толщины нормального пламени. Как было установлено в § 6.6, при указанных условиях фронт пламени расположен вблизи границы турбулентной жидкости, и поскольку эта жидкость целиком заполнена продуктами сгорания, то расчет безразмерной температуры с сводится к отысканию коэффициента перемежаемости 7, т.е. с 7 - Поэтому сочетание методов, развитых в полуэмпирической теории турбулентности, и методов, разработанных в главе 3, позволяет решить задачу. [20]
Суммируя результаты проведенного анализа, заключаем, что распространение турбулентного пламени определяется следующими процессами: 1) движением лидирующих точек; 2) неустойчивостью пламени; 3) возникновением в окрестности лидирующих точек критического для распространения пламени режима; 4) изменением состава и температуры в лидирующих точках вследствие различий в коэффициентах молекулярного переноса. [21]
Как показали оценки, проведенные в § 6.2, основная часть экспериментальных исследований ( например, Талантова с сотрудниками) проведена при К 1, т.е. когда неустойчивость пламени может играть важную роль. Именно эта часть исследований рассматривается в данном параграфе. Отметим, что помимо неустойчивости пламени важное значение могут иметь и другие газодинамические эффекты. [22]
Несомненно, что такой прием будет полезен и при исследовании другого режима ( К 1, ц - - 1 или д1), т.е. когда колмогоровский масштаб по-прежнему велик, а неустойчивость пламени начинает играть заметную роль. В этом случае фронт пламени также находится вблизи границы турбулентной жидкости, т.е. задача опять сводится к изучению поля концентрации инертной примеси. Однако количественное описание характеристик горения в рассматриваемом режиме возможно лишь при решении двух проблем. [23]
Применение для сжиженных газов плит с горелками для искусственных газов с высокой скоростью распространения пламен в газовоздушных смесях ( коксовый газ и его смеси с водяным газом) без реконструкции плит недопустимо, так как приводит к неустойчивости пламен при работе на номинальных и, в особенности, на предельных тепловых нагрузках и к резкому повышению содержания окиси углерода в продуктах сгорания. [24]
 |
Схема работы атмосферной горелки. [25] |
Пламя в горелках частичного внутреннего смешения менее устойчиво, чем в диффузионных, и поэтому они менее безопасны и требуют большего внимания со стороны обслуживающего персонала. Под неустойчивостью пламени понимается способность его отрываться от горелки или проскакивать внутрь нее. В первом случае возможно загазование топки и дымоходов агрегата, вследствие того что горение прекратилось, а поступление газа в топку продолжалось. При последующем розжиге горелки и внесении в топку или газоходы открытого огня или попадании в них искры может произойти взрыв. При проскоке пламени газ будет гореть внутри горелки, отчего она быстро нагреется и может быть выведена из строя. Кроме того, горение газа внутри горелки будет неполным, с большим образованием сажи, что также может привести к загазованию топки и дымоходов. При проскоке возможно также затухание горелки. [26]
С увеличением К эти оценки усиливаются. Таким образом, неустойчивость пламени не играет роли во всем спектре турбулентности. [27]
В ходе этих исследований сами вычисления и результаты Л. Д. Ландау были проверены и подтверждены. В полной мере неустойчивость пламени по Л. Д. Ландау проявляется при Re - 10 Ч-106 и приводит к важнейшим качественным эффектам, в частности к турбулизации сферического пламени и к переходу сферического горения в детонацию. [28]
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. [29]
Поясним ход дальнейших рассуждений. Для анализа нелинейной стадии развития неустойчивости пламени используем спектральное представление скорости распространения пламени, введенное в § 6.4. Сформулируем гипотезу подобия для этого представления, а затем укажем, каким образом полученные результаты можно использовать ппи описании общего случая. [30]
Страницы: 1 2 3 4