Ламинарный режим - горение
Cтраница 1
Ламинарный режим горения характеризуется низкой интенсивностью. [1]
 |
Схема искривления поверхности пламени. [2] |
Возможность самопроизвольного перехода ламинарного режима горения в турбулентное была рассмотрена Ландау 19 ] методом малых возмущений. [3]
 |
Схема искривления поверхности пламени ( по Зельдовичу. [4] |
Возможность самопроизвольного перехода ламинарного режима горения в турбулентное была рассмотрена Ландау [9] методом малых возмущений. [5]
Тот факт, что всякое нарушение ламинарного режима горения на плоской ( или сферической) поверхности пламени обязательно приводит к распаду пламени, подтверждает невозможность существования стационарной искривленной поверхности ламинарного пламени. [6]
Наоборот, при значительном уменьшении расхода газа и переходе на ламинарный режим горения даже при значительно более высоком отношении воздух / газ в мешочном фильтре появлялась сажа. [7]
В предыдущем разделе указывалось, что высота струйного пламени пропорциональна примерно корню квадратному из объемной скорости истечения горючего, но это правомерно только при ламинарном режиме горения. При скоростях струи выше определенного уровня начинается турбулентный режим горения, причем первоначально в вершине пламени. По этому местному числу Рейнольдса ( Re ux / v) внутри пламени и определяется начало турбулентного режима горения. Уменьшение высоты пламени от максимального значения внутри ламинарной области до постоянного уровня для режима полностью развитой турбулентности можно объяснить с помощью увеличения захвата масс воздуха при вихревом перемешивании, что в итоге приводит к более интенсивному горению. [9]
Объясняя указанное выше явление, Б. И. Китаев сделал [82] маловероятное предположение, что турбулентный поток, потеряв при выходе из сопла контакт со стенками, как бы успокаивается и дает ламинарный режим горения, без заметных завихрений, в отличие от вызывающих неспокойное горение факела крупных завихрений, свойственных турбулентному режиму. Развивая эти взгляды Б. И. Китаев и П. В. Левченко в дальнейшем приходят к более правильному выводу, что число Re, рассчитанное для выходного сечения сопла, вообще не может характеризовать режим горения в факеле, поскольку взаимодействие сил инерции и торможения в открытой струе принципиально отлично от такого взаимодействия для потока в трубах. [10]
Режим ламинарного горения характеризуется отсутствием видимых пульсаций в факеле и концентрацией горения в тонком слое на границе между газовым и воздушным потоками, образующей отчетливо видимую поверхность горения. По наблюдениям, факел при ламинарном режиме горения представляет собой горящую с поверхности ( как бы невесомую) жидкость, вытекающую из газового сопла. При круглом сопле форма поверхности горения близка к цилиндрической. Со стороны воздушного потока за горящим слоем горючие практически не обнаруживались, так же как не обнаруживался воздух со стороны газового потока. [11]
В дальнейшем из образующейся на поверхности молей зоны горения продукты сгорания диффундируют как внутри моля, так и в окружающую его среду, а отдельные молекулы газа и кислорода воздуха диффундируют через продукты сгорания навстречу друг другу и при встрече сгорают, образуя новые продукты сгорания. Можно представить, что горение происходит на наружных поверхностях отдельных молей по схеме ламинарного режима горения и что этими горящими молями оказывается заполнен весь пограничный слой между зонами чистого газа и чистого воздуха. [12]
Таким образом, в то время, как при распространении пламени вертикально вниз ( - 90) достигается почти мгновенно медленная скорость распространения пламени, при распространении пламени вертикально вверх ( 90) скорость распространения быстро нарастает до квазистационарных значений. Авторы работы [255] наблюдали, как вслед за зажиганием нижнего края наступал короткий период времени ламинарного режима горения, который быстро переходил в турбулентный режим по мере увеличения размера пламени. Этой скоростью определяется степень предварительного прогрева неохваченной еще горением ткани. В свою очередь от степени прогревания зависит то, как быстро температура свежего горючего будет доведена-до температуры воспламенения. В этой работе разработана элементарная математическая модель для описания процесса распространения пламени. Информация о теплообмене вблизи фронта пламени была получена экспериментально с помощью сочетания плоских газовых горелок, предназначенных для оплавления металлических поверхностей, и теплопроводящих пластин с водяным охлаждением. Из модели, представленной в работе [255], следует, что развитие пожара зависит только от суммарного теплообмена вблизи фронта пламени. Этот теплообмен лимитируется уровнем турбулентности пламени и временем выгорания материи. Кроме того, при распространении пламени вверх ожидается более высокая скорость распространения. Это следует из того, что распространение пламени вверх по полубесконечному твердому телу никогда не может достигнуть стационарного режима. В работе [10] было отмечено, что развитие такого пожара можно аппроксимировать экспоненциальной зависимостью ( разд. [13]
Вопрос интенсификации процесса горения важен для различных отраслей техники. Решить его можно путем подогрева топлива и окислителя, увеличением содержания кислорода в воздухе, переходом с ламинарного режима горения на турбулентный, предварительным перемешиванием горючего и окислителя. Перспективным способом следует считать метод воздействия электрического поля на пламя. Еще в 1910 г. Томсон высказал предположение о том, что образующиеся в пламени ионы и электроны должны влиять на процесс распространения пламени. В дальнейшем были проведены многочисленные исследования влияния электрического поля на процесс горения. [14]
Замечено, что сила горения в емкостях зависит от диаметра последних. При этом отмечаются три режима горения: ламинарный, турбулентный и переходный. Ламинарный режим горения протекает при молекулярной диффузии, а турбулентный - при турбулентной. [15]
Страницы: 1 2