Гасящее расстояние
Cтраница 3
Сравнение показывает, что искра развивается в зону горения намного раньше, чем электроды поглотят значительную долю энергии искры. Таким образом, зазор между электродами должен быть не больше, а несколько меньше гасящего расстояния. [31]
Очевидно, однако, что влияние кривизны становится существенным только в тех случаях, когда радиус кривизны поверхности Тг имеет один порядок величины с шириной зоны горения. Часто эту ширину можно оценить по теневым и шлирен-фотографиям пламени, а порядок величин легко получить, измеряя гасящее расстояние. Для пламен при атмосферном давлении ширина зоны горения изменяется от 1мм для бедных смесей топлива с воздухом до 0 01 мм для быстрогорящих смесей, таких, как смесь водорода с кислородом. Эти величины так малы, что обычно кривизна является значительной только при очень малых размерах пламени, которые характерны для первой стадии развития пламени от искры, когда поверхность сильно выпукла по отношению к горючей смеси, или возле вершины внутреннего конуса пламени на бунзеновской горелке. В сферических пламенах значительного размера и для большей части поверхности пламени на горелке влияние кривизны на скорость распространения пламени пренебрежимо мало и слои зоны горения могут считаться плоско-параллельными. Вопрос осложняется тем фактом, что в искривленном фронте градиенты концентрации различных веществ не параллельны линиям тока и образуют некоторый угол с границей трубки тока в том смысле, что эти вещества втекают внутрь или вытекают из центральной трубки тока, которая проходит через максимум кривизны. Так как диффузионный ноток каждого вещества направлен вдоль градиента концентрации из зоны его наибольшего значения в зону наименьшего значения, то отсюда следует, что концентрация некоторых молекул увеличивается в центральной трубке тока и уменьшается в соседних с ней трубках тока. Если состав горючей газовой смеси выбран так, что потеря некоторых веществ вызывает резкое уменьшение скорости распространения пламени, как, например, в случае смесей вблизи пределов воспламенения, то это явление может привести к тому, что на вогнутом пламени скорость распространения будет в действительности не увеличиваться, а уменьшаться. В этом случае два фронта пламени на рис. 28 не будут сходиться, а останутся отделенными друг от друга центральной трубкой тока невоспламепенного газа, относительно которой поверхности фронта пламени наклонены под малым углом. [32]
Если диски удалить, то газ можно воспламенить и при зазорах, меньших этого расстояния, однако с приближением электродов друг к другу энергия возрастает. Это возрастание минимальной энергии воспламенения происходит только при зазорах, которые меньше гасящего расстояния; когда этот зазор больше гасящего расстояния, то величина минимальной энергии воспламенения будет одинаковой для точоч-ного электрода и электрода с дисками. [33]
Их значения были определены для многочисленных смесей углеводородов пли водорода с кислородом и инертным газом при различных давлениях; одновременно были определены гасящие расстояния. На рис. 52 показаны типичные семейства кривых для смесей этана, кислорода и азота. [34]
 |
Элемент фронта пламени возле охлаждаемой поверхности. [35] |
На рис. 38 схематически изображены контуры фронта пламени, распространяющегося в канале между двумя пластинами или в трубе с поперечными размерами, сравнимыми с гасящим расстоянием. Фронт находится в стационарном состоянии, а поток массы считается всюду параллельным стенкам. Задача осложняется тем, что тепловой поток вследствие теплопроводности нельзя считать одномерным. Рассмотрим сначала область перед зоной реакции. [36]
Можно получить интересное и весьма примечательное соотношение, если построить зависимость логарифма минимальной энергии воспламенения от логарифма гасящего расстояния. Было найдено, что для широкого класса топливо-кислородо-азотных смесей в большом диапазоне давлений экспериментальные точки группируются в узкой полосе около прямой, имеющей наклон, равный 2, и соответствуют приближенному соотношению Якр - СсГ2, где Якр есть минимальная энергия воспламенения, которая была определена ранее, d - гасящее расстояние и С - приблизительно постоянная величина. Это уравнение можно сравнить с теоретическим уравнением, которое показывает, что минимальная энергия воспламенения пропорциональна критической величине избыточной энтальпии / г ф, отнесенной к единице поверхности зоны горения, а также квадрату минимального радиуса пламени. [37]
Определение гасящего расстояния подобно задаче об определении скорости горения пламени. Гасящим расстоянием называется минимальное расстояние между двумя параллельными плоскостями, при котором пламя все еще распространяется в горючей смеси, а не гаснет. В случае горелки круглого сечения гасящее расстояние соответствует диаметру трубки и называется диаметром гашения или затухания. [38]
Эти кривые имеют вид параболических дуг. Было обнаружено, что с ростом разности 1 - Отах дуги сперва сжимаются, а затем снова расширяются. Очевидно, что дуга с наименьшей шириной соответствует гасящему расстоянию, а дуги, лежащие ниже нее. [39]
И наоборот, при постепенном сужении искрового промежутка до нуля искра возникает, а зажигание становится невозможным. А именно, при длинах искрового промежутка, меньших некоторого значения, как бы ни велика была энергия искры, зажигание невозможно. Следовательно, длина искрового промежутка имеет и нижний предел, называемый гасящим расстоянием. В процессе зажигания на формирование очага пламени оказывают охлаждающее воздействие соприкасающиеся с ним несгоревшие газы и поверхность электродов. По мере сужения искрового промежутка влияние его длины заметно усиливается, что называется щелевым эффектом. Гасящее расстояние зависит от формы и размеров электродов: для толстых, протяженных электродов является сравнительно большим, а для тонких, острых - сравнительно малым. Ввиду этого гасящее расстояние является, по существу, величиной неопределенной. [40]
Гасящее расстояние, определяемое для изолированных электродов такой конфигурации, и называют обычно гасящим расстоянием вообще. Гасящее расстояние зависит от типа и состава газовой смеси. В отношении последнего, аналогично зависимости для энергии насыщенной искры зажигания ( искра, при которой критические условия зажигания не зависят от дальнейшего возрастания ее мощности), гасящее расстояние минимально при определенном составе газовой смеси и увеличивается при приближении состава к пределам воспламенения. [41]
Предложенная тепловая модель для вычисления переноса тепла не имеет практического значения при изучении стационарного адиабатического фронта пламени. Однако она может быть использована в исследованиях нестационарных процессов, вызываемых источниками тепла или пульсациями распределения температуры, а также возмущениями стационарного состояния стоками тепла. Эта модель оказывается поэтому полезной для выяснения механизма воспламенения, стабилизации фронта пламени и его срыва, а также для вывода приближенных количественных соотношений между скоростью распространения пламени, энергией воспламенения и гасящим расстоянием, которые могут быть проверены экспериментально. [42]
Значение минимальной энергии воспламенения точно определяется уравнением ( 2), если известно минимальное значение площади поперечного сечения слоя А. Минимальное значение А часто определяется по результатам экспериментов при исследовании погасания пламени. Из-за теплоотвода к стенкам ( и, возможно, других причин) пламена не распространяются в слишком узких каналах. Хотя эксперименты проводились в каналах с весьма различной формой поперечного сечения [ 237-и ], наиболее распространенным экспериментом является эксперимент с распространением пламени в зазоре между двумя параллельными плоскими пластинами. При этом гасящее расстояние d определяется как минимальное расстояние между пластинами, при котором еще имеет место распространение пламени. [43]
И наоборот, при постепенном сужении искрового промежутка до нуля искра возникает, а зажигание становится невозможным. А именно, при длинах искрового промежутка, меньших некоторого значения, как бы ни велика была энергия искры, зажигание невозможно. Следовательно, длина искрового промежутка имеет и нижний предел, называемый гасящим расстоянием. В процессе зажигания на формирование очага пламени оказывают охлаждающее воздействие соприкасающиеся с ним несгоревшие газы и поверхность электродов. По мере сужения искрового промежутка влияние его длины заметно усиливается, что называется щелевым эффектом. Гасящее расстояние зависит от формы и размеров электродов: для толстых, протяженных электродов является сравнительно большим, а для тонких, острых - сравнительно малым. Ввиду этого гасящее расстояние является, по существу, величиной неопределенной. [44]
Страницы: 1 2 3 4