Диффузионное пламя

Cтраница 1

Схема ламинарного пламени-концентрических потоках. [1]

Диффузионное пламя образуется также на поверхности соприкосновения газа и окислителя, двигающихся параллельно друг другу в свободном пространстве или канале. В последнем случае форма факела зависит от отношения количества подаваемого воздуха к теоретически необходимому его количеству. [2]

Диффузионное пламя характеризуется прежде всего тем, что скорость горения лимитируется скоростью смешения компонентов горючей смеси и скорость химического превращения превышает скорость смешения. Считают, что в зоне реакции в диффузионном пламени обычно идут те же процессы, что и в рассмотренном выше пламени предварительно перемешанных смесей. Счцуают также, что соотношение горючего и окислителя в зоне реакции соответствует стехиометрии и концентрации горючего и окислителя по мере превращения снижаются до нуля. Вместе с тем в реальных условиях ( например, при пожарах в помещениях) в атмосфере, окружающей очаг пожара, в значительных количествах накапливаются продукты неполного сгорания горючего материала. Этот факт указывает на то, что для диффузионного пламени характерны специфические особенности, которые до сего времени остаются недостаточно изученными. [3]

Пламя горелки Бунзена. [4]

Диффузионное пламя, где неразбавленный поток топлива и весь воздух, необходимый для горения, смешиваются между собой путем диффузии через поверхность пламени. В зависимости от скорости подачи топлива и скорости его смешивания с воздухом диффузионное пламя может быть ламинарным или турбулентным. Практическими примерами диффузионного пламени являются пламя горелки Бунзена при закрытых воздушных окнах ( рис. 14.2 а), пламя свечи, простой факел сжигаемого нефтезаводского газа и пламя, получаемое при капельном горении жидкого топлива. Длина диффузионного пламени, как следует из этих примеров, может составлять от нескольких сантиметров до многих метров. [5]

Диффузионные пламена уже очень давно и широко используются в промышленности: в силовых установках, цементных печах, мартеновских и плавильных печах, печах для термической обработки, в нефтезаводских факелах, камерах сгорания реактивных двигателей и в других аналогичных областях. Тем не менее изучение литературы показывает, что турбулентным диффузионным пламенам, несмотря на их важное промышленное значение, посвящено гораздо меньше научных исследований, чем пламенам предварительно смешанных газов и ламинарным диффузионным пламенам. Однако в цели авторов не входит обсуждение опубликованных работ; эта глава посвящена рассмотрению данных, необходимых для более глубокого понимания природы и методов получения турбулентных диффузионных пламен, а также ознакомлению с различными явлениями, сопровождающими пламена этого типа. [6]

Диффузионные пламена применяются для обогрева коксовых печей, для получения сажи на сажевых заводах и в некоторых других производствах. Но странному стечению обстоятельств диффузионные пламена остаются до настоящего времени неизученными, между тем как, например, холодные или взрывные пламена относительно хорошо исследованы. [7]

Диффузионное пламя сохраняет стабильность не при всех значениях скоростей. При достижении определенной величины скорости истечения происходит отрыв пламени. С уменьшением диаметра горелки скорость отрыва пламени уменьшается. [8]

Диффузионное пламя в самом широком смысле слова можно определить как пламя, в котором горючее и окислитель первоначально находились в неперемешанном состоянии. Это определение охватывает широкий круг процессов, таких, как горение нефти в лотке на открытом воздухе, горение алюминиевой пластинки в сверхзвуковом воздушном потоке, горение свечи, лесной пожар и горение капли топлива в кислороде в ракетном двигателе. Сюда относятся процессы, включающие нестационарные течения, течения с высокой скоростью и сильно турбулентные течения. [9]

Диффузионное пламя в узком смысле можно определить как квазистационарное, почти изобарическое пламя без предварительного перемешивания, в котором реакция протекает в основном в узкой зоне, которую можно приближенно считать поверхностью. В данной главе будут рассматриваться задачи, в которых оказывается справедливым такое определение диффузионного пламени. Метод Шваба - Зельдовича ( глава 1, § 4) дает удобную схему, в рамках которой могут быть рассмотрены эти задачи. Теория Шваба - Зельдовича обычно оказывается более пригодной для систем без предварительного перемешивания, чем для систем с предварительным перемешиванием, ввиду того, что, как будет показано, в случае диффузионных пламен знание скорости химической реакции часто оказывается несущественным. [10]

Атмосферное диффузионное пламя ( особенно это касается тяжелых углеводородных газов) редко бывает прозрачным ( голубым пламенем), а олефиновые или ароматические углеводороды склонны к образованию в процессе горения желтых язычков и даже копоти, если не принимать специальных мер, предотвращающих крекинг углеводородов и способствующих получению несветящегося голубого пламени, например турбулизацию пламени. [11]

Диффузионные пламена газа ( или распыленного твердого, или жидкого горючего) широко применяются в промышленных топках. Хотя в технике в большинстве случаев приходится иметь дело с турбулентными диффузионными пламенами, значительная часть научных работ относится к ламинарным диффузионным пламенам, более доступным для теоретического анализа и лабораторных исследований. Для конденсированных смесей, где размеры частиц компонентов малы, интерес представляют лишь ламинарные диффузионные пламена. [12]

Наиболее типичное диффузионное пламя образуется при воспламенении струи горючего газа, вытекающего из длинной трубки малого диаметра в атмосферу воздуха. Когда скорость струи невелика, течение, естественно, является ламинарным, граница пламени устойчива; пламя на вид гладкое; горение протекает спокойно. По мере увеличения скорости струи высота пламени возрастает. Однако такая картина наблюдается лишь до некоторой предельной скорости струи. [13]

Чисто газовое диффузионное пламя применяется главным образом на позициях предварительного подогрева или в туннельных печах и имеет сравнительно невысокую температуру пламени. [14]

Существуют диффузионные пламена самой различной формы, относящиеся к горению твердой, жидкой и газовой фаз. [15]

Страницы: 1 2 3 4