Теория - зельдович
Cтраница 3
Природа детонационного горения еще полностью не выяснена. По теории Зельдовича, впереди горящего пламени происходит сжатие газа с увеличением скорости движения и давления до самовоспламенения смеси. [31]
Таким образом, теория Зельдовича оказывается применимой для нахождения критерия поджигания горячей поверхностью, если только линейные размеры или радиус кривизны этой поверхности не становятся намного меньше толщины приведенной пленки. В теории Зельдовича скорость реакции полагается зависящей только от температуры, но не учитывается изменение концентраций реагирующих веществ вблизи от поверхности из-за термического расширения и выгорания. Хитрин и Гольденберг [26], использовав подобие полей температуры и концентрации, ввели в теорию поправочный множитель, учитывающий эти факторы. [32]
Прогнозирующие способности теории Зельдовича [7.99] не раскрыты полностью. Поэтому следует привести основные положения этой теории, применительно к проблеме очагового разложения ВВ. [33]
Легко убедиться, что, согласно формуле ( VII49), постоянный градиент температуры устанавливается на расстоянии порядка нескольких X от горячей поверхности. Условие применимости теории Зельдовича заключается в том, чтобы масштаб X был мал по сравнению со всеми другими характерными масштабами задачи: размерами системы и радиусом кривизны поверхности. Если это условие выполнено, то любой конкретный случай локального поджигания сводится к идеализированной задаче о поджигании плоской поверхностью полубесконечной среды. [34]
Легко убедиться, что, согласно формуле ( VI 1 49), постоянный градиент температуры устанавливается на расстоянии порядка нескольких X от горячей поверхности. Условие применимости теории Зельдовича заключается в том, чтобы масштаб X был мал по сравнению со всеми другими характерными масштабами задачи: размерами системы и радиусом кривизны поверхности. Если это условие выполнено, то любой конкретный случай локального поджигания сводится к идеализированной задаче о поджигании плоской поверхностью полубесконечной среды. [35]
В случае, если в жидкости конвекция отсутствует или она весьма слаба, мы должны учесть уменьшение концентрации С по мере удаления от поверхности. В этом случае можно непосредственно воспользоваться изложенными выше результатами теории Зельдовича, которая применима не только к реакции на пористой поверхности, но и ко всем случаям, когда реакция протекает в объеме, но реагирующее вещество поставляется диффузией из другой фазы. [36]
Другие опьтше данные ( 180, 181) в общем подтверждают теорию Зельдовича и Семенова, но все же следует иметь в виду, что механизм реакции недостаточно экспериментально обоснован, так как в рассмотренной области ( р р %) отсутствуют спектроскопические данные об элементарных актах. [37]
Скорость горения должна быть определена экспериментально. Однако в принципе она может быть также рассчитана теоретически, на основе теории Зельдовича - Беляева, если известны термохимические и кинетические характеристики ведущей реакции горения в определенных условиях последнего. [38]
После длительных и очень трудных поисков К. И. Щелкину ( 1945) и Я. Б. Зельдовичу ( 1945) удалось выяснить, что спин имеет газодинамическую природу и представляет собой косую пересжатую детонацию, распространяющуюся с постоянной скоростью вдоль стенок трубы по спирали. Волна LC этой же конфигурации представляет собой прямой ударный фронт, характеристики которого можно вычислить по теории Зельдовича - Неймана. [39]
Расчет параметров стационарных детонационных волн в конденсированных средах с использованием уравнения состояния также позволяет получить удовлетворительные результаты. Однако классическая теория не дает тонкой структуры в зоне химической реакции. Теория Зельдовича ( аналогичные результаты были получены несколько позднее Нейманом и Дерингом) базируется на конкретных представлениях о структуре детонационного фронта. В ней дано качественное объяснение правила отбора скорости детонационных волн и предельных условий распространения детонации. [40]
В отличие от случая, рассмотренного в § 1.3, при горении однородной смеси следует учесть поправки к плотности вероятностей, которые обусловлены влиянием процессов молекулярного переноса. Проанализируем это влияние, пользуясь теорией Зельдовича и Франк-Каменецкого [ 1938а, б ], которая, как известно, дает главный член в асимптотическом разложении решения уравнения теплопроводности с источником ( скоростью тепловыделения, описываемой законом Аррениуса) по малому параметру RT / E, где R - газовая постоянная, Е - энергия активации, Т - адиабатическая температура горения. В рамках указанной теории толщина слоев 6С, в которых происходят химические реакции, по порядку равна bc fRT / Ed. [41]
В работе Марголина [46] получен общий критерий, определяющий, что является ведущей стадией горения: реакция в дымо-газовой или в конденсированной фазе пороха. При повышении начальной температуры ведущая роль переходит к конденсированной фазе, так как скорость ее горения при высоких температурах превышает скорость горения дымо-газовой смеси. При горении в газовой фазе, по теории Зельдовича [23], повышение начальной температуры конденсированной фазы может увеличить скорость горения не более чем в е ( 2 7) раз. Но переход ведущей роли к конденсированной фазе может резко изменить не только самую скорость горения, но и ее температурный коэффициент. [42]
Необходимо указать, что столь резкое различие между результатами применения тепловой и диффузионной теорий к описанию процесса распространения пламени встречается редко. В большинстве случаев результаты вычисления нормальной скорости распространения пламени на основании различных теорий оказываются в достаточной мере близкими, и решить вопрос о том, какой теории в наибольшей степени соответствуют процессы, происходящие в данном пламени, практически не представляется возможным. Выше мы указывали, что скорость распространения пламени в воздушных смесях окиси углерода, хорошо описываемая теорией Зельдовича и Франк-Каменецкого, согласно Тенфорду и Пизу [1211], может быть удовлетворительно описана также и чисто диффузионной теорией этих авторов. [43]
 |
Схема реакционного сосуда для изучения кинетики окисления. [44] |
Это условие соответствует наличию в куске катализатора области, в которой концентрации исходных веществ практически равны нулю или равновесным концентрациям. Повидимому, это уравнение будет характеризовать процесс лишь после того, как в центре куска образуется мертвая зона с концентрацией веществ, соответствующей концу реакции. Очевидно, между чисто кинетической областью и областью, характеризуемой уравнением Зельдовича, должна лежать еще какая-то переходная область. Ее существование не предусмотрено теорией Зельдовича, и только в последней работе Пшежецкого и Рубинштейна3 выявлена эта область на основании теоретического анализа. [45]
Страницы: 1 2 3 4