Cтраница 4
При этом скорость макроскопического фронта пламени относительно невозмущенной среды резко возрастает до значений, равных примерно 60 см / с. Теория распространения пламени, соответствующая квазигомогенному режиму ( F. Williams, 1971), дает монотонно падающую зависимость у с ростом начального диаметра капель. Из представленных графиков следует, что толщина фронта пламени равна примерно 0 5 см. При этом сначала в некоторой области происходит разогрев капель за счет теплообмена с более горячим газом, который в свою очередь нагревается за счет теплоотдачи из зоны с более высокой температурой. Далее происходит воспламенение капель и их выгорание при высокой температуре в микропламени в парофазном диффузионном режиме. [46]
Из уравнения (1.1) видно, что с увеличением температуры число столкновений молекул с энергией активизации ( Е) увеличивается. Образующаяся теплота экзотермической реакции, в свою очередь, повышает температуру молекул и последующие их столкновения происходят с большей энергией. Таким образом, количество образующейся теплоты возрастает, и, если теплоотдача ( излучение и другие потери) меньше тепловыделения, наступает лавинообразное увеличение числа столкновений молекул с энергией активации, что приводит к взрыву. Узкая зона, в которой протекает химическая реакция и происходит интенсивный разогрев, называется фронтом пламени. Толщина фронта пламени при нормальном атмосферном давлении смеси 0 1 МПа ( 1 ат) обычно не превышает нескольких десятых долей миллиметра. Здесь и далее приведено абсолютное давление, если нет указания на то, что давление избыточное ( изб. [47]
Узкая зона, в которой происходит подогрев горючей среды и протекает химическая реакция, называется фронтом пламени. Фронт пламени не имеет резко очерченных границ, они фиксируются условно. Однако это не вносит неопределенности, так как концентрации и температура в зоне пламени изменяются очень резко. Толщина фронта пламени при ЫО5 Па, как правило, не превышает нескольких десятых миллиметра. [48]
Определенные таким образом значения скорости распространения пламени изображены на рис. 60 пунктирной линией. Теоретические значения располагаются значительно выше экспериментальных точек. Дамкелер объяснил это расхождение тем, что длина пути смешения в опытах не была мала по сравнению с толщиной фронта пламени и поэтому эффективность процесса турбулентного обмена не могла полностью реализоваться и привести к соответствующему увеличению скорости распространения пламени. [49]
Рассмотрим теперь горение в турбулентном потоке. Основная информация об этом процессе получена при измерениях аналогов величин ип и д, соответственно скорости распространения турбулентного пламени ut и протяженности зоны горения бг. Эти понятия определены, однако, не столь четко, как в теории ламинарного горения. Напомним, что величина ип характеризует удельную скорость переработки свежей смеси на поверхности фронта пламени и равна отношению объемного расхода смеси к площади его поверхности. Как свидетельствуют проведенные выше оценки, толщина фронта пламени 5 мала по сравнению с характерными размерами задачи. Следовательно, площади разных изотерм с С0 слабо отличаются друг от друга, В турбулентном потоке величина dt всегда порядка характерного размера задачи, и поэтому площади осредненных изотерм с) с0 const значительно различаются. [50]