Нестационарное горение
Cтраница 3
Этот подход хорошо объясняет наблюдаемые в эксперименте эффекты затухания локально начавшегося процесса разложения ВВ при глубоком сбросе давления за фронтами как слабых [15], так и сильных [217] ударных волн. К сожалению, остается необоснованной сама возможность использования теории нестационарного горения для анализа процесса развития реакции в микрообъемах ВВ за фронтом ударной волны. [31]
Рассмотрим вопрос о свойствах зоны теилоподвода более подробно. Этим параметром в конкретных случаях может быть, например, возмущение эффективной линейной скорости горения Ur возмущение теплоподвода Q или иной величины, характеризующей нестационарное горение. [32]
Не останавливаясь на обзоре работ, касающихся проблемы вибрационного горения, укажем только на исследования [255, 256], где для изучения нелинейной неустойчивости был представлен эффективный численный метод и решены простые тестовые задачи. В работе [257] были проведены более подробные исследования, касающиеся нестационарных режимов работы двигателей. В частности, интересна гипотеза, которая подтверждается экспериментальными работами, о том, что наиболее вероятной причиной раскачки нелинейных колебаний является сильно нелинейная зависимость нестационарного горения от скорости газа. Результаты расчетов, полученные при учете только связи по давлению, показывают, что горение в камере является устойчивым по отношению даже к очень сильным возмущениям. Анализ полученных данных показал, что сдвиг по фазе между колебаниями давления, скорости потока газа и скорости горения твердого топлива изменяется очень сложным образом, то есть между газодинамическим потоком и процессом горения осуществляется сложное нелинейное взаимодействие. Тем не менее физические механизмы, ответственные за возбуждение нелинейной неустойчивости, еще окончательно не выявлены. Важным является вывод: большинство сложных эффектов, наблюдаемых при неустойчивых колебаниях в двигателях, существенно зависят от геометрии заряда. [33]
 |
Модель горения капли горючего в атмосфере окислителя. [34] |
Из предположений, введенных в § 4 главы 1, специального обсуждения требует предположение о том, что условия протекания процесса в основном можно считать стационарными. Справедливость этого предположения в случае эксперимента ( а) почти не вызывает сомнений. Однако в случае экспериментов ( б) и ( в) имеются две причины, которые заставляют усомниться в справедливости этой гипотезы. Во-первых, период нестационарного горения после воспламенения может оказаться равным полному времени горения капли. [35]
При граничной длине волны для ТЕИ, равной - 15 см, теоретически может распространяться 23 типа волн. В этом случае с удовлетворительной точностью без существенных нарушений могло быть зарегистрировано движение поршня. Это давление вследствие нестационарного горения рабочего вещества не совпадает с давлением, измеренным в камере сгорания. [36]
На рис. 34 показана фоторегистрация возникновения описанного режима горения. В некоторый момент времени на торце трубы произошло воспламенение, и образовавшаяся детонационная волна ( D2000 м / сек) распространяется навстречу пламени. Из-за исключительно высоких давлений режим нестационарного горения представляет наибольшую опасность при распаде ацетилена в промышленных условиях. [37]
 |
Переходные процессы в плоскости.| Временной ход скорости горения. Режимы изменения давления ( а. ход скорости горения ( б. [38] |
В случае падения давления ( pi PQ) это отношение называют глубиной сброса давления Н PI / PQ. На рис. 7.56 показаны соответствующие им зависимости скорости горения. Штрих-пунктирные линии соответствуют вычислению UB по (7.31) подстановкой мгновенных значений p ( i), т.е. без учета нестационарности. Штриховой линией показана зависимость ив ( Ъ) нестационарного горения, соответствующая скачкообразному переходу давления от PQ к pi на рис. 7.5 а. На рис. 7.4 штриховой линией показана соответствующая скачкообразному изменению давления траектория движения точки - изображение параметров нестационарного горения ( ив, feg) - Точка сначала перескакивает от А о к Л, а затем движется вдоль дуги АА. При мгновенном сбросе давления от PQ к рз горение уже невозможно - ВВ погасает. На рис. 7.4 это иллюстрируется следующим образом. [39]
Знать и уметь оценить взаимосвязь между факторами, влияющими на экономичность, устойчивость и работоспособность двигателя, необходимо для того, чтобы облегчить его отработку. Случайные пульсации давления ( нестационарное горение) обычно неблагоприятно отражаются на работе двигателя. Несколько случайных возмущений, наложившихся друг на друга, могут привести к неустойчивости. Колебания давления низкой частоты сопровождаются ухудшением стойкости стенки из-за уменьшения толщины пограничного слоя и более высоких коэффициентов теплопередачи. Нестационарное горение оказывает двойственное влияние на удельный импульс. Поперечный поток, однако, смещая точки столкновения струй, может ухудшить вследствие этого степень распыления и понизить удельный импульс. Волновые процессы в камере интенсифицируют теплопередачу и уменьшают размер капель - в этом состоит их положительное влияние. Повышение начальной температуры компонентов топлива способствует повышению удельного импульса благодаря более высокой энтальпии, но иногда влияние температуры оказывается столь значительным, что получаемый эффект не может быть объяснен только энтальпией [68]; возможно, сказывается улучшение распыливания за счет уменьшения поверхностного натяжения. Уменьшение коэффициента соотношения компонентов способствует повышению экономичности двигателя в случае внутрикамерного процесса, лимитируемого испарением горючего. В другом двигателе оно может вызвать снижение стойкости стенки из-за перетеканий, обусловленных дисбалансом количеств движения струй. [40]
В случае падения давления ( pi PQ) это отношение называют глубиной сброса давления Н PI / PQ. На рис. 7.56 показаны соответствующие им зависимости скорости горения. Штрих-пунктирные линии соответствуют вычислению UB по (7.31) подстановкой мгновенных значений p ( i), т.е. без учета нестационарности. Штриховой линией показана зависимость ив ( Ъ) нестационарного горения, соответствующая скачкообразному переходу давления от PQ к pi на рис. 7.5 а. На рис. 7.4 штриховой линией показана соответствующая скачкообразному изменению давления траектория движения точки - изображение параметров нестационарного горения ( ив, feg) - Точка сначала перескакивает от А о к Л, а затем движется вдоль дуги АА. При мгновенном сбросе давления от PQ к рз горение уже невозможно - ВВ погасает. На рис. 7.4 это иллюстрируется следующим образом. [41]
Исследования, результаты которых представлены на рис. IV. Выявлено три области условий ( А, В к С), в которых этот процесс протекает качественно различно. В области А экзотермический эффект отсутствует, хотя реакция окисления протекала всегда при нагревании ГАУ выше 180 С; либо интенсивная подача газа ( до 2 м / с) обеспечивала полный отвод теплоты, либо недостаточный приток кислорода в зону горения при малых скоростях газа ( менее 0 015 м / с) ограничивал ход реакции, а незначительно выделяющаяся теплота отводилась по твердой фазе. В узком интервале условий опытов в области В происходит интенсивное окисление ГАУ. Иными словами, в области В существует динамическое равновесие между выделением теплоты и ее отводом в окружающую среду. Нестационарное горение ГАУ, сопровождающееся практически неограниченным саморазогревом реакционной зоны ( до 900 - 1300 С и выше), происходит в области С, где скорость обгара ГАУ увеличивалась в 10 - 30 раз, а сорбент терял активность. [42]
Интегральная интенсивность излучения пламени была измерена также и другим, независимым методом: прямым калоримет-рированием тела, облучаемого пламенем. Горелку, в которой стационарно сжигали дозированный поток смеси заданного состава, размещали на оси цилиндрического вертикального калориметра с двойными стенками, между которыми находилась вода. Внутренняя поверхность калориметра была зачернена и поглощала практически все излучение пламени. На рис. 54 представлены результаты измерений зависимости ср от Тъ для ряда смесей бутана и водорода с кислородом. Однако эта зависимость существенно отличается от полученной для сферического пламени. В диапазоне Гь1600 - 2600 К величина ф изменяется слабо, оставаясь в значительной его части меньше чем при нестационарном горении. [44]
Страницы: 1 2 3 4