Величина - скорость - распространение - пламя
Cтраница 2
Быть может, ни одна характеристика не представляет так ярко химическую лрироду горючей смеси, как скорость нормального распространения пламени, IB которой отражается степень активности как топлива, так и окислителя. Значение степени активности окислителя видно из сопоставления величин скорости распространения пламени при чисто кислородных и воздушных смесях: чисто кислородные смеси имеют значительно более высокие скорости по сравнению с воздушными смесями, засоренными ( забалластированными) азотом воздуха, не принимающим участия в химической реакции. Это в значительной мере следует отнести за счет снижения температуры процесса при ( воздушных смесях, так как то же количество выделившегося тепла тратится в этом случае а прогрев не только продуктов сгорания, но и азота воздуха, количественно преобладающего в смеси. Такие зависимости для некоторых воздушных горючих смесей показаны на фиг. [16]
Сравнивая полученные результаты с данными предыдущего примера, можно прийти к выводу, что методика, основанная на применении эмпирических формул, дает возможность иметь резервы в случае необходимости увеличения тепловой нагрузки горелки, не наблюдая явления отрыва факела. Кроме того, указанные эмпирические формулы учитывают химический состав газа с помощью величины скорости распространения пламени. [17]
 |
Схема разложения скорости пловца, пересекающего реку.| Коническая поверхность горения газовоздушной смеси. [18] |
Очевидно, что он для этого должен плыть под углом к течению и с таким расчетом, чтобы составляющая его скорости 3, направленная навстречу течению, была как раз равна скорости последнего. Теперь становится ясным, что фронт пламени, стремящегося проникнуть внутрь трубки, должен стабилизоваться в тех точках, в которых составляющая скорости поступательного движения смеси, направленной навстречу ему, равна по величине скорости распространения пламени. В любой точке этого конуса скорость поступательного движения смеси может быть разложена на две составляющие - нормальную к его поверхности и касательную к ней. Нормальная составляющая равна по величине скорости распространения пламени в данной смеси, а потому компенсируется. Касательная составляющая ничем не компенсируется, поэтому элементарный кольцевой слой горящей смеси сносится вдоль поверхности конуса в направлении к его вершине, замещаясь сносимым снизу соседним элементарным горящим слоем. [19]
Однако газокислородные горелки обладают и рядом специфических свойств, с которыми необходимо считаться как при их конструировании, так и при эксплуатации. При сжигании газокислородных смесей возрастает скорость распространения пламени, расширяются пределы воспламеняемости, снижается температура воспламенения. Величина скорости распространения пламени оказывает самое существенное влияние на конструкцию газовых горелок. Часто требуются горелки с большими тепловыми напряжениями, а это в свою очередь обусловливает большие скорости истечения горючей смеси из сопла. Однако создание больших скоростей истечения может повести к срыву пламени и угасанию горелки ввиду нарушения соответствия скорости распространения пламени и скорости истечения смеси. [20]
Случай горения двухфазной смеси газа с распыленным в нем жидким топливом в турбулентном потоке еще сложнее. Однако и здесь часто вводятся удобные представления о скорости распространения пламени и времени горения, хотя, конечно, здесь эти величины имеют весьма сложный характер и зависят от многих факторов. При этом условной является не только величина скорости распространения пламени, но и скорость потока, так как она вовсе не распределена равномерно по сечению камеры. [21]
В технических расчетах часто используют скорости распространения пламени, полученные этим методом. В этом случае следует знать, при каких диаметрах были произведены опыты. Естественно, что с уменьшением диаметра трубки охлаждающее действие ее стенок увеличивается, что приводит к понижению величины скорости распространения пламени. При малых диаметрах трубок теплоотвод настолько увеличивается, что пламя вообще не может распространяться. Такой диаметр называют критическим. Например, для стехиометрической смеси водородовоздушной смеси критический диаметр равен 0 9 мм, а для смеси метана с воздухом - примерно 3 5 мм. [22]
В технических расчетах часто используют скорости распространения пламени, полученные этим методом. В этом случае следует знать, при каких диаметрах были произведены опыты. Естественно, что с уменьшением диаметра трубки охлаждающее действие ее стенок увеличивается, что приводит к понижению величины скорости распространения пламени. При малых диаметрах трубок теплоотвод настолько увеличивается, что пламя вообще не может распространяться. Такой диаметр называют критическим. Например, для стехиометрического состава водородовоздушной смеси критический диаметр равен 0 9 мм, а для смеси метана с воздухом - примерно 3 5 мм. [23]
Описанный выше прибор применяется при экспериментальном определении скорости распространения пламени так называемым статическим методом. Сущность этого метода состоит в том, что положение фронта пламени, перемещающегося вдоль трубки, фиксируется через определенные промежутки времени с помощью киносъемки. Затем расстояние между двумя соседними положениями фронта пламени делится на соответствующий промежуток времени, что и дает величину скорости распространения пламени. [24]
 |
Схема разложения скорости пловца, пересекающего реку.| Коническая поверхность горения газовоздушной смеси. [25] |
Очевидно, что он для этого должен плыть под углом к течению и с таким расчетом, чтобы составляющая его скорости 3, направленная навстречу течению, была как раз равна скорости последнего. Теперь становится ясным, что фронт пламени, стремящегося проникнуть внутрь трубки, должен стабилизоваться в тех точках, в которых составляющая скорости поступательного движения смеси, направленной навстречу ему, равна по величине скорости распространения пламени. В любой точке этого конуса скорость поступательного движения смеси может быть разложена на две составляющие - нормальную к его поверхности и касательную к ней. Нормальная составляющая равна по величине скорости распространения пламени в данной смеси, а потому компенсируется. Касательная составляющая ничем не компенсируется, поэтому элементарный кольцевой слой горящей смеси сносится вдоль поверхности конуса в направлении к его вершине, замещаясь сносимым снизу соседним элементарным горящим слоем. [26]
Страницы: 1 2