Cтраница 4
Схема протекания процесса смесеобразования [30 ] имеет следующий вид: поток капель топлива из форсунки движется относительно окружающей среды. При этом начальная скорость движения капель топлива различного диаметра обычно принимается одинаковой и равной скорости истечения топлива или топливо-воздушной смеси ( в случае воздушного распыливания) из сопла форсунки. В результате прогрева капель и их испарения, а также диффузии паров топлива в окружающую среду образуется топливо-воздушная смесь, которая непрерывно обогащается по мере испарения топлива и достигает концентрации, при которой скорость распространения пламени становится равной скорости потока, что обусловливает положение фронта пламени. [46]
Поясним возможные неточности такого подхода. Из-за случайного характера процесса фронт пламени может наблюдаться в разных точках одного и того же сечения. При этом потери тепла, строго говоря, зависят от того, в какой точке находится фронт пламени. Принятое предположение можно косвенно обосновать с помощью экспериментальных данных, изложенных в главах 1 и 3, где указывалось, что статистические характеристики концентрации в турбулентной жидкости слабо меняются по сечению, т.е. внутри колеблющихся границ струи в каждом сечении эти характеристики приблизительно однородны. Так как положение фронта пламени определяется полем z, а это поле статистически однородно в данном сечении, то колебания фронта пламени можно не учитывать. Другая неточность методики связана с тем, что потери тепла в каждой данной точке носят случайный характер, в силу чего распределения температуры и концентрации на каждой поверхности г const также носят случайный характер. Это обстоятельство не учитывается, так как результаты расчета зависят только от величины q ( x) Q ( z), которая при z const не случайна. [47]
Это явление как бы отделяет ламинарные диффузионные пламена от пламен переходного типа. При дальнейшем увеличении скорости истечения область, охватываемая колебаниями, расширяется, приближаясь к горелке. Когда высота свободной от флуктуации зоны сокращается до величины, равной нескольким диаметрам выходного отверстия горелки, дальнейшее расширение зоны, охваченной колебаниями, внезапно прекращается 12, стр. С этого момента высота пламени перестает зависеть от скорости истечения и переходное пламя превращается в турбулентное пламя. Допустим, что скорость химической реакции велика по сравнению со скоростью диффузии. Это означает, что сгорание локализовано в тонком слое между топливом и окислителем, а скорость распространения пламени определяется в первую очередь скоростями диффузии молекул топлива и окислителя через слой продуктов сгорания в зону горения. Согласно Бурке и Шуману [1] положение фронта пламени определяется как геометрическое место точек, в которых топливо и кислород ( разбавленные продуктами сгорания) находятся в стехиометри-ческом соотношении или в которых отношение количества горючего газа, диффундирующего наружу, к количеству кислорода, диффундирующего внутрь, удовлетворяет стехиометрическому уравнению полного сгорания горючего газа. [48]