Cтраница 2
Не вдаваясь здесь в анализ химической природы этого двухстадийного, или, точнее, многостадийного, самовоспламенения, подчеркнем лишь, что в течение его первой, предпламенной стадии в смеси происходят изменения, делающие возможным распространение в ней пламен с указанными сверхзвуковыми скоростями. Как уже отмечалось выше, скорость распространения таких пламен от очагов самовоспламенения весьма различна в разных направлениях. Это показывает, что для быстрого распространения самовоспламенения необходимо достижение определенных критических условий химической подготовки смеси, которыми и определяется возможность существования столь быстрых пламен. [16]
Очевидно, что высокочастотная неустойчивость горения зависит как от термодинамических, так и от гидродинамических условий в камере сгорания ЖРД. Гидродинамические условия определяют, в частности, число и объем очагов самовоспламенения. Увеличение их числа и объема приводит к росту амплитуды колебаний. Гидродинамические условия в свою очередь являются функцией геометрии камеры сгорания. [17]
Механизм основной фазы сгорания в дизеле ( после воспламенения) также противоречиво объясняется исследователями. Другие [29] рисуют картину сгорания в дизеле как распространение фронта или фронтов пламени по неоднородной смеси, допуская, однако, возникновение по ходу процесса новых очагов самовоспламенения, рождающих новые фронты пламени. [18]
СПУ показало, что период задержки воспламенения в обоих случаях практически одинаков. Это объясняется тем, что при работе на смесевом топливе из-за повышенной испаряемости СПУ к моменту самовоспламенения образуется большее количество парообразного топлива, имеют место выравнивание концентраций смеси в КС, уменьшение очагов самовоспламенения и одновременное воспламенение большего количества топлива, приводящее к увеличению жесткости сгорания. [19]
Здесь имеются в виду наблюдения, показывающие, что детонация может возникать либо значительное время ( около 200 мксек) спустя после завершения сгорания всей последней части заряда в турбулентном пламени, либо до завершения сгорания последней части заряда, но, во всяком случае, без каких-либо признаков предшествующей экзотермической реакции и образования очагов самовоспламенения. [20]
Для уменьшения возможности самовостаменения тротила и полупродуктов его производства необходимо тщательное наблюдение за систематической очисткой аппаратуры от остатков взрывчатого вещества. Необходимо также, чтобы аппараты не имели мест, где был бы возможен застой вещества во время процесса н труднодоступных для очистки. Такие мертвые зоны являются наиболее вероятными очагами самовоспламенения. [21]
Причиной возникновения очагов микровзрывов в несгоревшей части ТВС является следующее. После момента зажигания ( точка 3 на рис. 3.44) давление в цилиндре начинает резко расти и соответственно нарастает парциальное давление кислорода в еще не сгоревшей части ТВС. Распадаясь, эти соединения создают множество очагов самовоспламенения по всему объему, что приводит к резкому всплеску давления в цилиндре ( кривая 2 на рис. 3.44), колебания которого не затухают ( из-за ударных волн) даже после того, как поршень идет вниз от ВМТ. [22]
Нижние значения этой скорости, повидимому, соответствуют диффузионному распространению пламени. Что же касается больших скоростей, превосходящих на отдельных участках скорость звука ( последняя не должна превышать в несгоревшей смеси, адиабатически сжатой до температуры около 700 К, 530 м / сек, если не принимать во внимание дополнительный разогрев за счет предпламенных процессов), то наиболее вероятно, что здесь имеет место кажущееся распространение пламени, представляющее не что иное, как-последовательное самовоспламенение смеси в смежных объемах. В пользу такого предположения говорит частое возникновение в отдельные моменты новых, самостоятельных очагов самовоспламенения впереди фронта, распространяющегося от основного очага. Если расстояние между указанными самостоятельными очагами меньше расстояния между щелями, то обнаружить разрыв между ними уже невозможно и все явление регистрируется как крайне быстрое распространение сплошного фронта пламени. [23]
При хорошей воспламеняемости топлива, высоких температуре и давлении в камере сгорания предпламенные процессы подготовки топливо-воздушной смеси развиваются достаточно быстро в наиболее благоприятных условиях на периферии факела. На кадрах 3 и 4 рис. 69 видно возникновение очагов пламени на периферии факела, когда развитие его еще продолжается. Развитие процесса горения в объеме камеры сгорания происходит за счет турбулентного горения на периферии факела распыленного топлива, а также вследствие образования новых очагов самовоспламенения. Такой вид горения соответствует нормальному - плавному горению топлива в двигателе. [24]
Различие между двумя указанными выше схемами турбулентного горения заключается в том, что в первой схеме превалирует процесс распространения пламени, а во второй - процесс самовоспламенения. Ни та, ни другая модель в полной мере не объясняют всех особенностей турбулентного горения. При построении теории турбулентного горения необходимо совместное рассмотрение как распространения пламени, так и объемных реакций, протекающих в тех зонах, где турбулентное смешение опережает распространение пламени. Возникновение очагов самовоспламенения в процессе горения является одной из вероятных причин появления элементарных ударных волн, вызывающих нарушение нормального развития процесса горения в двигателях внутреннего сгорания. [25]
Перемешивание в нитраторах должно быть обеспечено двумя независимо действующими и автоматически переключающимися источниками энергии, а при внезапной остановке мешалки надо прекратить подачу компонентов и включить усиленное охлаждение. Для уменьшения возможности самовоспламенения тротила и полупродуктов его производства необходимо систематически очищать аппаратуру от остатков взрывчатого вещества. Необходимо также, чтобы аппараты не имели мест, где был бы возможен застой вещества во время процесса и труднодоступных для очистки. Такие мертвые зоны являются наиболее вероятными очагами самовоспламенения. [26]
При этом в этой части смеси вначале протекает обычная холоднопламенная стадия окисления, затем в результате быстрого накопления пероксидов в условиях высоких температуры и давления после некоторого периода индукции происходит новый взрывной распад пероксид-ных соединений, аналогичный предыдущему, но с вовлечением большей массы исходной смеси и с участием большего количества пероксидных соединений. При этом возникает особый тип пламени, промежуточный между холодным и горячим, названный А. С. Соколиком вторичным холодным пламенем. Реакция идет до СО, степень разогрева уже достаточно велика и соответствует выделению примерно половины полной теплоты сгорания, поэтому вторичное холодное пламя распространяется с большой скоростью не только за счет диффузии активных центров, но и за счет теплопередачи. Одновременно с новым фронтом горячего пламени возникает фронт ударной волны. Ударные волны, распространяясь по нагретой активной части смеси, стимулируют образование новых очагов самовоспламенения. [27]
Механизм детонационного сгорания топлив в двигателе до конца не изучен. Возникновение детонации связывают с неодинаковыми температурами в разных точках рабочей смеси. В камере сгорания двигателя энергичное окисление углеводородов и накопление активных нестабильных промежуточных продуктов начинается в конце такта сжатия в связи с резким повышением температуры. Эти процессы приобретают особенно большую скорость после воспламенения смеси и образования фронта пламени. По мере сгорания рабочей смеси температура и давление в камере сгорания быстро возрастают. Последние порции несгоревшего топлива, находящиеся в местах камеры сгорания, наиболее удаленных от свечи зажигания, подвергаются воздействию высоких температур самое длительное время. Расчеты показывают, что последние порции несгоревшей смеси нагреваются до температур, превышающих температуру самовоспламенения практически всех углеводородов. При этом отсутствие самовоспламенения и детонации может быть обусловлено только тем, что период задержки самовоспламенения данной смеси превышает время сгорания последних порций смеси во фронте пламени. В противном случае в несгоревшей порции рабочей смеси могут возникнуть очаги самовоспламенения с образованием ударных волн. [28]
Механизм детонационного сгорания топлив в двигателе до конца не изучен. Возникновение детонации связывают с неодинаковыми температурами в разных точках рабочей смеси. В камере сгорания двигателя энергичное окисление углеводородов и накопление активных нестабильных промежуточных продуктов начинается в конце такта сжатия в связи с резким повышением температуры. Эти процессы приобретают особенно большую скорость после воспламенения смеси и образования фронта пламени. По мере сгорания рабочей смеси температура и давление в камере сгорания быстро возрастают. Последние порции несгоревшего топлива, находящиеся в местах камеры сгорания, наиболее удаленных от свечи зажигания, подвергаются воздействию высоких температур самое длительное время. Расчеты, показывают, что последние порции несгоревшей смеси нагреваются до температур, превышающих температуру самовоспламенения практически всех углеводородов. При этом отсутствие самовоспламенения и детонации может быть обусловлено только тем, что период задержки самовоспламенения данной смеси превышает время сгорания последних порций смеси во фронте пламени. В противном случае в несгоревшей порции рабочей смеси могут возникнуть очаги самовоспламенения с образованием ударных волн. [29]