Капля - топливо
Cтраница 2
В этом случае разрыв капли топлива происходит не в конце сгорания капли, а значительно раньше, поскольку температура кипения мельчайшей частички воды, находящейся внутри капли топлива, значительно ниже, чем обычно наблюдаемые температуры капли сухого мазута. Перегреваясь, вода в капле топлива испаряется, образовавшиеся пары воды разрывают каплю, осколки которой в присутствии водяных паров сгорали с большой скоростью. [16]
Используя критическое условие воспламенения капли топлива в факеле как равенство времени горения капли и периода индукции паров топлива, можно установить, что по мере роста диаметра капель нижний предел распространения пламени смещается в сторону больших значений избытка воздуха. Иными словами, устойчивое воспламенение крупных капель при прочих равных условиях обеспечивается при большем расстоянии между ними. [17]
В поршневых ДВС испарение капли топлива обычно сопровождается одновременным ее нагреванием, особенно интенсивным в дизелях. [18]
 |
Зависимость времени воспламенения капли топлива. [19] |
Непосредственное наблюдение за процессом воспламенения капли топлива, вносимой в поток, позволило установить, что при малых скоростях движения воздуха воспламенение капли происходит вблизи ее поверхности, причем пламя сразу же охватывает всю поверхность капли. С увеличением скорости обдува пары топлива, отходящие от поверхности капли, воспламеняются на некотором удалении от капли в ее следе. Это расстояние увеличивается по мере роста скорости обдува, и при некоторых значениях относительной скорости капли воспламенения паров не происходило. Величина этой скорости определяется температурой потока. Чем выше температура потока воздуха, тем при более высоком значении скорости происходит срыв пламени. [20]
 |
Зависимость времени воспламенения одиночной капли различных видов жидкого топлива от квадрата начального диаметра капель ( / Ср 850 С. [21] |
Значительно сложнее описываются процессы воспламенения капли топлива в потоке воздуха. С увеличением относительной скорости воздуха пары топлива, образующиеся на поверхности капли, воспламеняются на некотором удалении от капли в ее следе. Это расстояние увеличивается по мере роста относительной скорости воздуха ( или капли), и при некоторых ее значениях воспламенения паров вообще не происходит. Величина этой критической скорости определяется температурой потока воздуха. [22]
Тогда практически имеет место обычное испарение капли топлива в окружающую среду при температуре этой среды, а не при температуре горения. [23]
 |
Осциллограмма горения одиночной капли в потоке воздуха. [24] |
Сравнение средних за весь период сгорания капли топлива значений температуры с данными, приводимыми в [17], показывает, что здесь уже нет существенного расхождения. Так, например, средняя по всему факелу и за все время горения температура пламени капли дизельного топлива составляет около 1900 К, а для капли мазута оо. К, тогда как по данным [17] эта температура равна около 1800 К - Таким образом, результаты исследований позволяют в первом приближении описать процесс горения одиночной капли следующим образом. [25]
Таким образом, согласно диффузионной теории, время горения капли топлива пропорционально квадрату начального радиуса капли при условии, что величина kr, часто называемя константой горения, сама не изменяется в процессе горения капли топлива. [26]
Как следует из предыдущих глав, развитие процесса сгорания капли топлива на определенном этапе может проходить и без подачи воздуха, просто в газовой среде с высокой температурой. Такой стадией является прогрев капли, длительность которого значительно возрастает по мере утяжеления топлива, увеличения размеров капель и понижения температуры среды. Для обычных условий сгорания тяжелых топлив он составляет до 30 % полного времени горения капли. Распространяя это положение на весь факел, в составе которого находятся капли различных размеров, можно заключить, что подача необходимого для горения факела воздуха к устью форсунки не является необходимым мероприятием, как это принято считать. Скорее всего, подача всего воздуха к корню топливного факела нецелесообразна, поскольку при этом понижается температура, и процесс подготовки капель к сгоранию ( прогрев) соответственно затягивается во времени. Замедленное развитие подготовительных процессов влечет за собой изменение условий горения в связи с более медленным нарастанием температуры и сдвижкой ядра факела по потоку. Одновременно с этим обеспечение надежного воспламенения факела путем возврата части продуктов сгорания потребует организации более мощной зоны обратных токов, что, естественно, влечет за собой повышение гидравлических потерь. Быстрое затухание начальной турбулентности потока в горящем факеле, создаваемой для обеспечения перемешивания в толще факела, вынуждает прибегать к повышенным скоростям истечения воздуха, что также связано с увеличением гидравлических потерь. [27]
При указанных выше допущениях предполагается, что непосредственно с каплей топлива соприкасаются его пары, навстречу которым диффундирует кислород. Ниже зоны горения присутствуют только пары топлива и продукты горения, выше - кислород и продукты горения. Согласно теории время горения пропорционально поверхности капли или, что то же самое, квадрату ее диаметра. [28]
 |
Форма факела распыла топлива при разных цикловых подачах ( справа налево - увеличение цикловой подачи. [29] |
Теоретические исследования и опыты показывают, что впрыснутая в цилиндр капля топлива в жидкой фазе ( рис. 23) мгновенно воспламениться не может. [30]
Страницы: 1 2 3 4 5