Cтраница 4
В ламинарном пламени нераспыляющей горелки различают три основные зоны: внутренний и внешний конусы и тонкую высокотемпературную зону. Поверхность внутреннего конуса пламени определяется положением фронта горения газовой смеси. Для стабилизации пламени в пространстве необходимо, чтобы скорость истечения потока газов из сопла горелки и скорость распространения фронта горения газовой смеси были примерно одинаковыми. Скорость распространения фронта горения для обычно применяемых в пламенной фотометрии смесей горючих газов с воздухом составляет 0 2 - 0 4 м / с, а с кислородом - на порядок выше. Поэтому для обеспечения стабильного режима горения необходимо выбирать и соответствующую скорость истечения горючей смеси из сопла горелки. [46]
Проникновение горения в пору включает: 1) воспламенение входного участка поры, подвергаемого действию горячих продуктов горения, 2) распространение фронта горения по длине поры из возникающего очага воспламенения. Первый аспект задачи в принципе может быть решен на основе существующих представлений, изложенных в предыдущем параграфе. Данный вопрос не решен для практически важного случая - воспламенения канала порохового заряда в процессе работы ракетного двигателя. В этой работе скорость распространения фронта горения отождествляется со скоростью перемещения переднего фронта зоны, в которой достигнуты критические условия воспламенения. Предполагается, что воспламенение элемента поверхности происходит мгновенно при достижении некоторой критической температуры поверхности или накоплении критического количества тепла в расчете на единицу площади поверхности прогретого слоя, При таком подходе не рассматривается вопрос о влиянии механизма воспламенения. Математический анализ явления проводится с использованием ряда упрощающих предположений. Результаты анализа не сопоставляются с экспериментом. [47]
Так, например, на приближение фронта горения в первую очередь реагировали скважины, расположенные вдоль направления с северо-запада на юго-восток. Для избавления от такого неблагоприятного явления при расширении масштабов работ скважины, расположенные в предпочтительном направлении распространения фронта горения, были разнесены на большие расстояния, чем в других направлениях. Более того, так как на участках, разрабатываемых с применением метода внутрипластового горения, толщины пластов существенно различались, площади участков выбирались так, чтобы объем пласта на каждом участке составлял около 230 000 мл. Факт, что воздухонефтяной фактор значительно ниже на участках с небольшой плотностью сетки, способствовал продолжению бурения дополнительных скважин. [48]
Представим себе, что возник фронт горения в сплошной однородной горючей смеси. Позади фронта окажутся высокотемпературные продукты сгорания, впереди - готовая горючая смесь, еще не вступившая в процесс. Вследствие теплопроводности смеси и возникшей разности температур тепло начнет передаваться вперед, опережая фронт горения и поджигая новые, близлежащие слои смеси. Фронт начнет перемещаться с некоторой ограниченной скоростью вперед, в направлении, нормальном к его поверхности, от уже сгоревших участков в сторону свежей смеси. Нормальная скорость распространения фронта горения может быть при известных условиях экспериментально измерена. [49]
Гомогенное превращение, когда в каждой точке реакционного пространства реагируют в 1 ск. При больших скоростях реакции возникают сильные местные разогревы, к-рые в свою очередь ускоряют течение реакции и этим становятся исходным местом для второго типа процесса горения, при к-ром фронт горения высокой темп-ры пробегает по газовой смеси. Все же при этом давление в реакционной трубке практически одинаково, оно повышается равномерно и есть давление всего реагирующего вещества. При еще большем повышении скорости наступает такая стадия, когда не только тепло, но и связанное с реакцией повышение давления уже не успевают распределяться по окружающей массе. Эта стадия достигается тогда, когда скорость распространения фронта горения превышает скорость звука. Теоретически гомогенный процесс реакции является наиболее простым с точки зрения кинетики химического превращения, в то время как при горении, а тем более при детонации процесс усложнен взаимодействием теплопроводности и сжатия. [50]
Примером такого искусственного поддержания стабилизированного фронта горения при режимах, не обладающих самоустойчивостью, является схема фиг. Взамен такого приема применения искусственного, постоянно действующего огневого стабилизатора ( который может быть также заменен, например, непрерывным электроискровым зажиганием), стабилизация воспламенения при неустойчивых турбулентных режимах может быть достигнута за счет введения тела, находящегося непрерывно в достаточно накаленном состоянии. Если это тело обладает достаточной теплоемкостью, то накал его может быть получен за счет самого процесса горения. Этим в значительной мере объясняется то обстоятельство, что горелки, стенки которых футерованы огнеупорной керамикой, обладают повышенной способностью стабилизации фронта воспламенения при турбулентных режимах по сравнению с металлическими горелками, При этом не следует забывать, что при переходе на турбулентное течение переродится поле скоростей, а с ним и самый фронт горения. При достижении крупномасштабной турбулентности сплошной фронт может разрушиться и получить характер некоей совокупности отрывающихся друг от друга горящих газовых объемчиков, окруженных горячими продуктами сгорания. В этом случае характеристика инора уже не будет равна действительной скорости распространения фронта горения ифр и перестанет представлять собой прямую характеристику скорости воспламенения, которая начнет зависеть и от скорости самого потока. [51]