Cтраница 2
![]() |
Изменение температуры в зоне реакции. [16] |
Экспериментально установлено, что максимальная действительная температура горения смеси имеет место-не при ее стехиометрическом составе, а при некотором недостатке окислителя. Стехиометрический состав смеси - состав, который точно соответствует количественному содержанию веществ, соединяемых одно с другим при реакции горения. [17]
![]() |
Зависимость теоретической температуры го-рения природного газа от избытка и недостатка воздуха. [18] |
Вместе с тем высокие скорости облекающего потока ( воздуха) вызывают усиленный подсос окружающей среды в факел. Необходимо также подчеркнуть, что аксимум температуры горения всегда получается в той части факела, где быстрее достигается стехиометрический состав смеси или близкий к нему при условии недостатка воздуха. [19]
![]() |
Зависимость теплового эффекта реакции С2Н2 воздух от, состава смеси. [20] |
Нетрудно видеть некоторую аномальность по сравнению с другими горючими составами-максимальный тепловой эффект смеси не соответствует стехиометрическому составу. Однако, как будет показано ниже, максимальная скорость реакции, минимальная энергия зажигания и - другие экстремальные параметры соответствуют стехиометрическому составу смеси. Ацетилено-воздушная смесь является одним из немногих примеров смесей, для которых эти параметры и максимальный тепловой эффект реакции не совпадают. [21]
Детонационно-подобные явления, характерные для работы двигателя на водороде, изучены недостаточно. Согласно большинству данных, водород начинает детонировать при степенях сжатия е6 в широком диапазоне а. По данным [169], критическая степень сжатия при стехиометрическом составе во-дородно-воздушных смесей не превышает 4 7, что соответствует октановому числу по исследовательскому методу 46, в то время как при а3 5 она достигает 9 4 и октановое число-114. Таким образом, при достаточном обеднении смеси возможна бездетонационная работа водородного двигателя в широком диапазоне степеней сжатия. [22]
В то время как кинетический факел возникает в результате воспламенения гомогенной смеси газа с воздухом, в диффузионном пламени образование горючей смеси носит местный ( локальный) характер. Местная структура факела зависит от соотношения расхода газа и воздуха. В решающих для стабильности пламени областях максимальной скорости срыва соответствует как раз стехиометрический состав смеси. Ход кривых, однако, качественно подобен, если скорость срыва потока выражать через обратную величину коэффициента избытка воздуха. [23]
Условие ( II, 41) мы будем называть условием диффузионной стехиометрии; оно сводится к требованию, чтобы скорости диффузии реагирующих веществ были пропорциональны их стехио-метрическим коэффициентам. Только в смеси, состав которой удовлетворяет условию диффузионной стехиометрии, концентрации всех реагирующих веществ у поверхности могут одновременно сделаться малыми в сравнении с концентрациями в объеме. Только в частном случае, когда коэффициенты диффузии всех реагирующих веществ равны между собой, условие диффузионной стехиометрии совпадает с обычным стехиометрическим составом смеси. [24]
До сих пор молчаливо принималось, что скорость реакции определяется концентрацией одного лимитирующего вещества. Если состав смеси сильно отличен от стехиометриче-ского, то условие оптимума для лимитирующего вещества не изменится, а для остальных веществ при вычислении скорости пламени следует брать те избыточные концентрации, в каких они остаются в продуктах горения. Это справедливо при условии, что все избыточные концентрации велики по сравнению с С. В противоположном предельном случае точно стехиометрического состава смеси все компоненты следует рассматривать как одно реагирующее вещество, а под т - понимать суммарный порядок реакции. [25]
Это следует из доказанного выше для случая медленно горящих газов утверждения о том, что газы можно рассматривать как несжимаемые жидкости. Объем газа, сжигаемого ежесекундно, можно определить, если известны положения фронта я два различных момента времени. Скорость горения тогда вычисляется как частное от деления объема газа, сгорающего в одчу секунду, на площадь поверхности пламени. Как обычно, максимум скорости слегка смещен в сторону более богатых по сравнению со стехиометрическим составом смесей. Можно предположить, что источником ошибок при таком методе определения скорости является охлаждающее и дезактивирующее действие стенок, так как благодаря этому скорость горения в прилегающих к стенке слоях газа уменьшается. [26]
Обращает на себе внимание то, что максимальное значение скорости распространения пламени в обоих случаях не соответствует стехиометрическому соотношению между газом и воздухом. Максимум кривых всегда более или менее смещен вправо, т.е. в сторону избытка содержания газа. Для метана ( как и для других углеводородных газов) различие это не столь заметно, но все же имеется. Причина этого трудно объяснимого факта лежит в том, что, помимо теплового эффекта химической реакции горения, на процесс распространения пламени влияет и ее кинетика, а оптимальные условия для скорости выхода продуктов реакции, вытекающие из конкретных кинетических уравнений горения, не соответствуют стехиометрическому составу смеси. [27]
Объем и форма первоначально образующихся облаков существенно зависят от характера раз рушения сосудов. При мгновенном полном разрушении сосуда облако имеет сферическую форму. Образование трещин в оболочке обусловливает строгую направленность струи парожид-костной среды и придает облаку плоскую или вытянутую форму. После окончательного формирования огненного шара он отрывается от земли и подпитывается воздухом за счет кон вективных сил, что увеличивает его массу. После достижения стехиометрического состава смеси вовлекаемый воздух охлаждает газы и приводит в дальнейшем к полному выгоранию горючих паров. Температура огненных шаров углеводородов может превышать 2000 С. [28]
Объем и форма первоначально образующихся облаков существенно зависят от характера разрушения сосудов. При мгновенном полном разрушении сосуда облако имеет сферическую форму. Образование трещин в оболочке обусловливает строгую направленность струи парожид-костной среды и придает облаку плоскую или вытянутую форму. После окончательного формирования огненного шара он отрывается от земли и подпитывается воздухом за счет конвективных сил, что увеличивает его массу. После достижения стехиометрического состава смеси вовлекаемый воздух охлаждает газы и приводит в дальнейшем к полному выгоранию горючих паров. Температура огненных шаров углеводородов может превышать 2000 С. [29]
Это следует из доказанного выше, для случая медленно горящих газов утверждения о том, что газы можно рассматривать как несжимаемые жидкости. Объем газа, сжигаемого ежесекундно, можно определить, если известны положения фронта в два различных момента времени. Скорость горения тогда - вычисляется как частное от деления объема газа, сгорающего в одну секунду, на площадь поверхности пламени. Значения скорости горения для метано-воздушных смесей различного состава приведены на фиг. Как обычно, максимум скорости слегка смещен в сторону более богатых по сравнению со стехиометрическим составом смесей. Можно предположить, что источником ошибок при таком методе определения скорости является охлаждающее и дезактивирующее действие стенок, так как благодаря этому скорость горения в прилегающих к стенке слоях газа уменьшается. [30]