Cтраница 4
Рассмотрим теперь некоторые вопросы, относящиеся к реальным источникам воспламенения. Для того чтобы обеспечить воспламенение при энергиях, сравнимых с теоретической минимальной энергией, необходимо создавать высокие температуры в объемах, размеры которых не должны превышать порядка величины ширины зоны горения. Это требует использования быстродействующих и компактных источников энергии. В тазах для этой цели хорошо подходят электрические разряды. К проблеме, имеющей общие черты с проблемой локализации источников воспламенения, относится поглощение тепла различными телами, помещаемыми и среде. В случае искрового воспламенения это явление оказывает меньшее влияние при разведении электродов на расстояния, превышающие гасящее расстояние. Для таких источников, как нагреваемые электрическим током проволоки, часть энергии источника поглощается самой проволокой. [46]
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. [47]
Тогда эта трубка будет ограничивать объем зоны реакции, величина которого равна произведению единичной площади на ширину зоны. Если величина q представляет среднее тепловыделение на единицу этого объема, то общая скорость тепловыделения в этом объеме равна qX ширина зоны реакции. По мере приближения зоны реакции к стоку тепла скорость тепловыделения q уменьшается вследствие уменьшения температуры газа и концентрации активных центров, что и вызывает уменьшение скорости химической реакции. Можно ожидать, что ширина зоны реакции также уменьшится, так как поверхности Т1 и Ть в конце концов должны совпасть Так как величины Q и QU постоянны, то отсюда следует, что величина Su уменьшается и, наконец, становится равной нулю. Область, в которой скорость реакции становится равной нулю, мы можем назвать кромкой фронта пламени. Здесь поток массы горючих газов направлен параллельно фронту зоны реакции и обходит зону ( см. рис. 26), хотя он может прореагировать в последующие моменты времени при соприкосновении с горючими продуктами сгорания. Область возле кромки фронта пламени, простирающаяся от поверхности Тх до стока тепла, можно назвать мертвым пространством Этот термин относится к ближайшему расстоянию, на которое зона реакции подходит к стоку тепла. Очевидно, что в том случае, когда два стока тепла, например две пластины, приближаются друг к другу, мертвые пространства должны наконец, совпасть и фронт пламени не сможет уже существовать позади таким образом полученной зоны потухания. На этом принципе можно создавать ловушки пламени в виде решеток или пористых перегородок, ширина каналов которых не превышает критической величины, называемой гасящим расстоянием неопределяемой природой взрывчатого газа. Хорошо известным примером такой ловушки является сетка безопасной лам ны Дэви. Кроме того, в практике создания газовых приборов, например кухонных горелок, обычно отверстия делают столь малыми, чтобы фронт пламени но мог проникнуть внутрь горелки и воспламенить струю газа. [48]