Адиабатическое горение

Cтраница 2

Второй проблемой является определение количества тепла, освобождаемого при горении, максимальной достижимой температуры горения или работы, которая может быть получена при соблюдении установленных выше упрощений и при условиях, в которых происходит горение. Обычно принимаемые условия соответствуют адиабатическому горению при постоянном давлении или при постоянном объеме. Значительно более сложные условия имеют место, если принимать во внимание теплопередачу или внешнюю работу. [16]

Детонация, независимо от того, произошла она в замкнутом или незамкнутом объеме смеси, будет вызывать значительное или полное разрушение обычных строений в непосредственной близости от места взрыва. Давление, сопровождающее детонацию любого горючего, приблизительно вдвое выше, чем получающееся при адиабатическом горении стехиометри-ческой смеси горючего в воздухе при постоянном объеме. Следовательно, можно ожидать отношений статического подъема давления при детонации порядка 15: 1 для смесей водород - воздух и метан - воздух и порядка 12: 1 для детонации смеси бензин - воздух. [17]

К пояснению механизма нормального горения. [18]

Расширение газа при нагревании в процессе сгорания приводит к тому, что вблизи фронта пламени всегда возникает движение газа, если даже первоначально он был неподвижен. Следующие соображения поясняют, как влияет тепловое расширение газа и его тур-булизация внешними возмущениями на ход адиабатического горения. При сгорании газа внутри длинной открытой трубы плоское пламя, совпадающее с поперечным сечением трубы, будет неподвижно в том случае, если горючая среда вдувается в трубу с постоянной по сечению скоростью, равной ип. Продукты сгорания истекают из другого конца трубы. [19]

Известная величина Ть определяет рь 2 Pi ( Ть-Мы не рассматриваем здесь методы определения термодинамических функций газов при высоких температурах и констант равновесия для продуктов сгорания, которые подробно излагаются в курсах статистической термодинамики и молекулярной спектроскопии. Отметим лишь, что определение этих характеристик в настоящее время достигло высокой степени совершенства и выполняется с большой точностью, значительно превосходящей точность экспериментального определения температуры и состава продуктов адиабатического горения. [20]

Величина Е / Д / д является энтальпией газовой смеси на единицу массы, а правая часть уравнения (9.1) означает разность энтальпий на единицу массы между некоторой плоскостью х внутри зоны горения и плоскостью 6, где горение уже завершилось. Если диффузионный член Si - lniViH - l в среднем меньше, чем K ( dT, dx), по ширине зоны, то энтальпия на единицу массы газа в зоне горения больше, чем у границы Ь, а также и у границы и, так как при адиабатическом горении все эти величины равны между собой. В этом случае интегрирование уравнения (9.1) по ширине фронта пламени дает избыток энтальпии h на единицу площади фронта, который образует волну тепловой энергии, распространяющуюся вместе с фронтом пламени по взрывчатой смеси. Другими словами, в зоне предварительного подогрева горючая смесь достигает температуры, превышающей температуру Ти, без значительного изменения химического состава, вследствие чего энтальпия возрастает. Если диффузионный член iniViHl равен величине ЦйТ / dx) или больше ее, то избытка энтальпии не будет. Это означает, что диффузионные процессы вызывают настолько сильное разбавление горючей смеси продуктами сгорания, химическая энергия которых уже истощилась, что ее энтальпия может быть равна или меньше энтальпии свежей горючей смеси, несмотря на повышение температуры газов вследствие теплопроводности. [21]

В других случаях пламя может быть неоднородным. Скорость неоднородного пламени может, периодически изменяясь, уменьшаться, пока пламя не погаснет. Повышение давления за фронтом пламени при адиабатическом горении взрывчатой смеси может привести также к увеличению скорости распространения неоднородного пламени. Эта промежуточная область ускорения, по-видимому, неустойчива, так как фронт пламени колеблется и, начиная с некоторого момента, переходит в детонационную волну, движущуюся со значительно большей скоростью. [22]

К адиабатическому горению в системе, не совершающей работы. [23]

Это объясняется тем, что у нас нет сведений об абсолютных значениях внутренних энергий реагентов и продуктов. Для вычисления Т2 нужна дополнительная экспериментальная информация об освобождении энергии в рассматриваемом процессе горения. Такую информацию дает знание теплотворной способности топлива. В рассматриваемом случае адиабатического горения с нулевой работой величина Т2 называется температурой адиабатического горения. В дальнейшем мы рассмотрим способ вычисления этой температуры. [24]

Прямое влияние повышенных температур на протекание реакции объясняется изменением термодинамических соотношений между исходными реагентами, промежуточными частицами и продуктами. Реакции диссоциации малых молекул сопровождаются увеличением числа частиц в системе. Они все эндотер-мичны, но для них характерно положительное изменение энтропии порядка 30 кал / ( моль-град) на одну дополнительно образовавшуюся молекулу. Свободная энергия Д ( 5 ЛЯ - TAS0, отнесенная к стандартным условиям, меняется от больших положительных до больших отрицательных величин при росте температуры. Для системы водород - кислород перекись водорода Н2О2 стабильна ( не распадается на Н2 и О2) только до температур порядка 1300 К при парциальных давлениях около одной атмосферы. Малоактивный радикал Н02 с энергией связи 47 ккал / моль начинает заметно распадаться на Н и 02 при температурах выше 2000 К, что является обратным процессом для реакции обрыва. При таких высоких температурах значительно уменьшается экзо-термичность реакции и реальный прирост температуры становится существенно меньше максимально достижимого в процессе адиабатического горения. [26]

Страницы: 1 2