Cтраница 3
Однако, эта точка зрения оспаривается, и ей противопоставляется модель так называемого объемного горения. Указанная неопределенность обусловлена тем, что действительный механизм турбулентного горения нельзя выявить обычными методами исследования. В частности, химический анализ проб, отобранных из различных областей турбулентного факела, не пригоден, так как он дает лишь ос-редненные по времени характеристики, которые в равной мере могут подтверждать как тот, так и другой механизм сгорания. Фотографирование пламени различными методами также не дает однозначного бесспорного ответа, так как позволяет обнаружить лишь неоднородность ( мозаичность) структуры зоны горения. В связи с этим возникла необходимость проведения особо прецизионных исследований, основанных на применении малоинерционных измерений ионизационных токов и температуры. Чаще, однако, исследователи идут по пути экспериментальной проверки и корректировки закономерностей процесса, полученных на базе теоретической разработки предложенной рабочей гипотезы. [31]
Высота топливника печи при установке в нем горелок диффузионного или эжекционного типа является прямой функцией высоты пламени. Минимальная высота топливника должна быть примерно в 1 5 - 2 раза больше возможной высоты пламени горелки, что вытекает из следующих соображений. Некоторые исследования по теории горения показывают, что химические реакции неполностью прекращаются за пределами видимой зоны пламени. Фотографирование пламени при помощи кварцевой оптики дает размеры его, превосходящие размеры видимой зоны. Это явление свидетельствует о наличии возбужденного гидроксила за пределами видимой зоны и, следовательно, об идущей реакции вне этой зоны пламени. Поэтому, если высоту топливника принять равной высоте пламени, верхняя часть язычков ( зона диффузионного сгорания) будет соприкасаться с внутренней поверхностью топливника. Это может явиться причиной химического недожога в начальный период топки. Эти соображения и являются основанием для увеличения высоты топливника по сравнению с высотой пламени горелки. Высота пламени горелки может быть определена одним из теоретических методов или графически. На рис. 26 приведена зависимость высоты наружного конуса пламени, получаемого при сжигании природного газа, от величины удельной тепловой нагрузки и диаметра горелочных отверстий. Определив высоту пламени горелки по указанному методу и увеличив. [32]
Преимуществом фотографирования в проходящем свете является более четкое изображение; особенно существенна возможность изучения слабо светящихся пламен, например смесей водорода. Способ позволяет различить детали, не фиксируемые на прямых фотографиях. Кроме того, прямое фотографирование пламени связано с погрешностью, иногда достаточно существенной, которая обусловлена конечной шириной пламени; зона интенсивного собственного свечения пламени и зона наибольшего изменения плотности, фиксируемая в проходящем свете, не совпадают одна с другой. [33]
Примером моментальной фотографии воспламенения в сферическом стеклянном сосуде с центральным зажиганием является снимок, приведенный на фиг. В этом случае на одной пластинке сфотографирован ряд последовательных положений фронта пламени. Подробный анализ этой фотографии будет дан ниже. Для фотографирования пламен, наряду с их свечением, можно воспользоваться тем, что оптические плотности несгоревшей смеси и продуктов горения различны. [34]
Примером моментальной фотографии воспламенения в сферическом стеклянном сосуде с центральным зажиганием является снимок, приведенный на фиг. В этом случае на одной пластинке сфотографирован ряд последовательных положений фронта пламени. Подробный анализ этой фотографии будет дан ниже. Для фотографирования пламен, наряду с их свечением, можно воспользоваться тем, что оптические плотности несгоревшей смеси и продуктов горения различны. Если поднимающиеся из пламнеи вверх горячие газы пересекают расходящийся пучок световых лучей, освещающий экран, то на экране возникают тени. При теневой фотографии на место экрана помещается фотопленка или фотопластинка. [35]
Как было показано в наших опытах при 120 С на поверхности, обработанной КС1, надуксусная кислота интенсивно распадается по радикальному механизму и в объем переходят большие количества активных центров. В условиях, когда выгорание смеси мало, эти активные центры могут привести к очень быстрому размножению свободных радикалов, инициирующих холодное пламя и пульсацию давления. Как только холодные пламена появляются, повышается температура смеси и вместе с тем резко возрастает гетерогенная рекомбинация радикалов. Холодное пламя затухает до накопления в системе таких концентраций надкислоты и активных центров, которые вновь приведут систему к образованию холодного пламени. Нами в настоящее время проводятся опыты по получению стационарного холодного пламени с целью установления распределения активных центров по диаметру реактора, фотографированию пламени и установлению влияния обработки реактора, а также изучению влияния других факторов на холодное пламя. [36]
Рассмотренные выше методы являются методами измерения скорости горения в ламинарных потоках; при измерениях скорости горения в турбулентных потоках применяются аналогичные методы. При наличии турбулентности в газовой смеси фронт пламени искривляется и, кроме того, непрерывно беспорядочно колеблется. Следовательно, понятие скорости горения в этом случае относится к усредненному фронту пламени. В лабораторных условиях горение в турбулентных потоках трудно наблюдать, если горение происходит не в горелке. Именно поэтому горелку и применяют в этом случае. На правом снимке рис. 6.10 показана одна из мгновенных фотографий пламени в турбулентном потоке горелки. При использовании методов измерений скорости горения по углу наклона пламени и по площади фронта пламени необходимо определить усредненную по времени и пространству поверхность фронта пламени, имеющего неоднородность, аналогично показанной на рисунке. При фотографировании пламени горелки в турбулентном потоке с большой выдержкой получаем снимок усредненного фронта пламени, как показано на левом снимке рис. 6.10, неоднородности которого размыты из-за многократного наложения мгновенных изображений фронта пламени. В одном из методов [20] используется для расчетов поверхность, средняя между внешней и внутренней границами размытого изображения пламени. Однако вопрос о том, является ли правильным выбор этой поверхности в качестве усредненной - остается невыяснен. Такой метод приводит к большим индивидуальным ошибкам при измерении, и повторяемость результатов крайне низка. [37]
Как конкретно вычислять интеграл в уравнении ( 34) для определенных типов двигателей с воспламенением от электрической искры, не показано, и понятно почему. Для решения интеграла необходимо знать закономерное изменение итг и F во времени. Вряд ли эти связи укладываются в простые закономерности. Для обнаружения этих закономерностей необходимо накопить большой опытный материал, в частности фотоснимки развития фронта пламени во многих типах двигателей при разных режимах их работы. Совершенно очевидно, что для современных двигателей, выпускаемых промышленностью, фотографирование развития пламени связано с очень большими трудностями. Замена же фотографирования пламени фиксированием его ионизационным методом или стробоскопическим газовым анализом сопряжено с внесением в исследование больших неточностей. Последние два метода позволяют фиксировать подход фронта пламени лишь в ограниченном числе точек камеры сгорания. Для определения же величины поверхности фронта пламени, пусть даже усредненной, требуется знать контуры границ пламени через достаточно малые промежутки времени. [38]