Cтраница 2
Природа детонационного горения еще полностью не выяснена. По теории Зельдовича, впереди горящего пламени происходит сжатие газа с увеличением скорости движения и давления до самовоспламенения смеси. [16]
Природа детонационного горения изучена еще весьма недостаточно. Наименее изучен вопрос о переходе от нормального горения с небольшими скоростями пламени к детонационному горению. [17]
Отличие детонационного горения от нормального заключается в том, что при детонации распространение пламени осуществляется самовоспламенением каждого элементарного слоя газа от сжатия в ударной волне. Это выражено в известном определении детонационной или взрывной волны как одновременного ( совместного) распространения механической ударной волны с волной химической реакции. В двигателе распространение детонационной волны с соответствующей скоростью и характерным свечением наблюдается только в случаях особо высокой интенсивности стука, что, как мы увидим ниже, связано с протеканием предпламенного процесса. [18]
Природа детонационного горения газообразного топлива мало изучена, однако следует полагать, что такая скорость распространения пламени может соответствовать только определенным химическим составам газовой смеси. [19]
Природа детонационного горения газообразного топлива мало изучена, однако следует полагать, что такая скорость распространения пламени может соответствовать только определенным химическим составам газовой смеси. На основе опытов установлено, что переход горения в детонацию происходит вследствие сильного торможения газа стенками трубы, по которой он передвигается к фронту пламени. По мере ускорения пламени растет амплитуда ударной волны и температура сжатия газа достигает температуры воспламенения смеси, при которой горение перерастает в хлопок или взрыв. [20]
При детонационном горении образуется ударная волна и следующая за нею зона сжатой, нагретой, быстро реагирующей смеси. Зона химических реакций и ударная волна вместе составляют детонационную волну. Следовательно, в отличие от нормального горения продукты детонации движутся с большой скоростью и в направлении движения детонационной волны, а тепло передается ударной волной, которая при прохождении через газ сжимает его и, нагревая, вызывает быстрые химические превращения. [21]
При детонационном горении очень быстро ( практически мгновенно) и значительно увеличивается давление; давление взрыва превосходит начальное в 10 - 20 раз. [22]
При детонационном горении от слоя к слою передается лишь импульс сжатия, теплопроводность в этом процессе не играет роли. Детонационная волна распространяется со скоростью порядка нескольких километров в секунду. Давление в детонационной волне в несколько раз превосходит максимальное давление адиабатического сгорания в замкнутом сосуде, и потому детонация может вызвать большие разрушения. Так как скорость детонации больше скорости звука и никакое возмущение в газе не может опередить детонационную волну, разрушающее действие последней не зависит от того, возникает ли детонация в открытом или закрытом сосуде. [23]
При детонационном горении скорость распространения фронта пламени в цилиндре двигателя достигает 1500 - 2000 м / сек, в то время как при нормальном горении эта скорость составляет 20 - 30 м / сек. [24]
При нормальном и детонационном горении бензо-воздушной смеси ( рис. 2а) скорости распространения пламени сильно различаются. Детонационное сгорание смеси сопровождается металлическим стуком, дымным выхлопом, падением мощности двигателя. [25]
Рассмотрим случай детонационного горения. Если по невозмущенному газу распространяется ударная волна, то за ней в автомодельном движении не может следовать ни волна Римана, ни вторая ударная волна, ни волна детонации; аналогично за волной Римана не может следовать ни ударная волна, ни вторая волна Римана, ни волна детонации. Таким образом, при детонационном горении по невозмущенному газу может распространяться лишь волна детонации. За волной детонации по сгоревшему газу в автомодельном движении не может распространяться ни ударная волна, ни волна Римана. Исключение составляет случай, когда волна детонации распространяется в нормальном режиме. В этом случае за вол - р 9171 ной детонации может распространяться непосредственно примыкающая к ней центрированная волна Римана. Итак, возникающее при детонационном горении автомодельное движение должно состоять из сильной или нормальной волны детонации и следующего за ней однородного потока или из нормальной волны детонации, примыкающей к ней сзади центрированной волны Римана и однородного потока за ней. Таким образом, при распространении волны детонации в цилиндрической трубе от ее закрытого конца устанавливается режим Чепмена-Жуге. Подчеркнем, что распространение волны детонации в цилиндрической трубе именно в режиме Чепмена-Жуге обусловлено краевым условием на стенке, требующим уменьшения скорости газа за волной, и не связано с физико-химическими процессами во внутренней структуре волны детонации. Непосредственно к детонационной волне примыкает волна разрежения, в которой скорость газа уменьшается до нуля. [26]
Отличительной особенностью детонационного горения является высокая стабильность скорости распространения зоны химической реакции ( скорости детонации) по веществу и малая чувствительность к изменению параметров состояния вещества и аппаратных условий. Детонационная волна представляет собой устойчивый комплекс из ударной волны и следующей за лей зоной адиабатического самовоспламенения. Этот комплекс распространяется по веществу со сверхзвуковой скоростью. Скорость детонации в газах 1 5 - 3 5 км / сек, а в конденсированных взрывчатых веществах достигает 8 5 км / сек. [27]
Существует несколько теорий детонационного горения. [28]
Существует несколько теорий детонационного горения. Наибольшее признание получила так называемая гидродинамическая теория, предложенная Чепменом и Жуге. Сущность этой теории состоит в следующем. [29]
На процесс развития детонационного горения существенно влияют условия распространения пламени. Так, при взрывах смесей горючих газов и паров с воздухом в трубах с достаточно большим диаметром и длиной скорость распространения пламени может достигнуть 4000 м / с. Чрезвычайно быстро происходит ускорение горения при распространении пламени в трубах с шероховатыми стенками вследствие турбулизации потока. [30]