Толщина - фронт - пламя
Cтраница 2
При переходе на режим крупномасштабной турбулентности, когда масштаб турбулентности становится больше толщины фронта пламени, картина фронта еще раз меняется. Волнение поверхности фронта достигает столь значительной величины, что от него начинают отрываться отдельные газовые частицы ( объемы), которые продолжают лететь с потоком в среде продуктов сгорания. [16]
Сама скорость распространения пламени по горючему газу может изменяться из-за воздействия высокочастотной мелкомасштабной ( сравнимой с толщиной фронта пламени) части турбулентных пульсаций на структуру ламинарного фронта пламени. Эти пульсации интенсифицируют процессы переноса в пламени и увеличивают тем самым скорость его перемещения по горючему газу. [17]
Сопоставляя выражения ( 168) и ( 109), видим, что с увеличением скорости реакции возрастает ип и одновременно уменьшается толщина фронта пламени. При увеличении коэффициентов температуропроводности или диффузии также возрастает WH, но фронт пламени становится более растянутым. [18]
Начальный период распространения пламени по газовзвеси характеризуется скачкообразным изменением скорости, обусловленным размерами первоначально зажженной зоны, продолжительностью подогрева до температуры самовоспламенения, зависящей от толщины излучающего фронта пламени, и сгорания частицы. [19]
В случае горения однородной смеси следует различать два случая: мелкомасштабную и крупномасштабную турбулентность в зависимости от того, мал или велик масштаб турбулентности в сравнении с толщиной фронта пламени. Механизм действия мелкомасштабной турбулентности сводится к интенсификации процессов переноса тепла и вещества в зоне пламени. Это влияние учитывается просто тем, что в выражениях для скорости распространения пламени коэффициенты диффузии и температуропроводности заменяются на коэффициент турбулентного обмена. [20]
Фронт пламени не имеет резко очерченных границ; последние фиксируются условно, но достаточно определенно, так как концентрация и температура в зоне пламени изменяются очень резко. Толщина фронта пламени при давлении 0 1 МПа ( 1 кгс / см2), как правило, не превышает нескольких десятых миллиметра. [21]
Фронт пламени не имеет резко очерченных границ; последние фиксируются условно, но достаточно определенно, так как концентрация и температура в зоне пламени изменяются очень резко. Толщина фронта пламени при давлении 0 1 МПа ( 1 кгс / см2), как правило, не превышает нескольких десятых миллиметр а. [22]
С другой стороны, толщина фронта пламени сама связана со скоростью распространения. Назовем химической толщиной фронта пламени 2 толщину той зоны, в которой протекали бы химические реакции горения во фронте пламени при максимальной температуре горения и отсутствии действия диффузии и теплопередачи. [23]
Очевидно, что тепловая толщина фронта пламени никак не может быть меньше химической, так как там, где происходят химические реакции горения, неизбежно и выделение тепла, а следовательно, и изменение температуры. В действительности химическая толщина фронта пламени всегда меньше тепловой, так как вследствие диффузии и теплопередачи зона горения растягивается. [24]
 |
Структура турбулентного пламени в случае сильной крупномасштабной турбулентности, по Щелкипу. [25] |
Его рассуждения сводятся к следующему. Если масштаб турбулентности имеет порядок толщины фронта пламени, то температура некоторого слоя внутри фронта пламени уже не является постоянной, а колеблется около среднего значения. Ввиду того, что скорость реакции имеет экспоненциальную зависимость от температуры, она не соответствует средней температуре, а намного больше. Скорость реакции может стать настолько высокой, что скорость распространения пламени будет определяться не ее значением, а турбулентным перемешиванием. Однако Щелкин не дал дальнейшего развития этой идеи. Для случая крупномасштабной турбулентности Щелкин при расчете скорости распространения пламени использовал различные предположения в зависимости от того, является турбулентность сильной или слабой. [26]
Процесс турбулентного переноса определяется двумя факторами - среднеквадратичной пульса ционной скоростью и масштабом турбулентности. Если масштаб турбулентности велик по сравнению с толщиной фронта пламени, как в данном случае, то влияние масштаба на процесс переноса пренебрежимо мало по сравнению с влиянием пульсационной скорости. Поэтому в приводимом ниже анализе мы не учитываем влияние масштаба турбулентности. [27]
Начальными физическими состояниями реагентов, поступающих на горение, являются фазовое состояние ( твердое, жидкое, газовое), давление, температура, точка кипения и испарения. Давление, с которым подается горючее ( горючая смесь), влияет на толщину фронта пламени, которая определяет диаметр вершины конуса пламени. Температура горючего ( горючей смеси) оказывает влияние на величину угла раскрытия пламени; с увеличением температуры он уменьшается из-за уменьшения плотности поступающих газов. Виды сжигания горючих материалов: однородный, с предварительно перемешанной горючей смесью, с коротким пламенем или с раздельной подачей горючего материала и окислителя для диффузионного горения с длинным пламенем. [28]
Безразмерная скорость распространения пламени есть не что иное, как корень квадратный из отношения химической толщины фронта пламени к тепловой. [29]
Для этого воспользуемся процедурой, описанной в § 6.3, а именно на поверхности пламени сгладим все возмущения с масштабом / т и меньше. Ясно, что характеристики частично сглаженной поверхности пламени не могут непосредственно зависеть ни от м, ни от толщины нормального фронта пламени, По определению этой поверхности неустойчивость пламени также не может непосредственно воздействовать на ее характеристики. [30]
Страницы: 1 2 3 4