ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Факел конечного размера из "Основы теории газового факела" В предыдущих параграфах задача об устойчивости горения неперемешанных газов в свободном плоском турбулентном пограничном слое решалась в предположении об автомодельности течения. Очевидно, что при этом критические условия воспламенения и потухания получались едиными для всей области горения. Иными словами, при такой постановке задачи заранее предполагается, что срыв горения происходит одновременно во всех точках фронта пламени. [c.124] В реальном факеле течение вблизи сопла неавтомодельно. Поэтому здесь при изменении одного из параметров наблюдаются более сложные явления, чем описанное выше потухание фронта пламени (например, отрыв пламени от сопла и повисание над ним и др.— см. [Л. 11 и др. ]). В этом случае критические характеристики не определяются приведенной координатой ф = у ах, а зависят от обеих координат утлхъ отдельности. В связи с этим расчет факела удобнее вести по методу эквивалентной задачи теории теплопроводности. Задача о тепловом режиме горения затопленного факела сводится тогда к интегрированию системы уравнений типа теплопроводности (1-26) с соответствующими граничными условиями. Решение такой задачи в полном объеме сопряжено с большими трудностями. Ограничимся поэтому преимущественно качественным исследованием. [c.124] Воспользуемся для этой цели решенией для случая о = 1 задачи о факеле конечного размера, изложенным в 2-3. [c.124] Как и в задаче, рассмотренной в предыдущем параграфе, равенство гр = гра позволяет определить стационарные режимы процесса, а система равенств Ф, = Фг и = Фг критические условия воспламенения и потухания. [c.127] Стационарные значения температуры и полноты сгорания для каждой точки факела пламени определяются условиями пересечения соответствующих кривых грг (б) с кривой тепловыделения. Характер изменения стационарных значений температуры вдоль зоны горения показан на том же рис. 6-11. Из графика видно, что сечениям, расположенным на больших расстояниях от среза сопла, соответствуют более высокие значения температуры. И, наоборот, по мере приближения к основанию факела происходит монотонное снижение температуры. Переохлаждение зоны горения в этой области факела ведет к переходу процесса из устойчивой диффузионной области в кинетическую. В конечном счете при достаточно малых (критических) расстояниях от сопла зажигание становится невозможным. [c.128] Физическая картина отрыва пламени заключается в том, что вблизи сопла происходит наиболее интенсивное смешение реагирующих компонентов (область высоких градиентов). В результате наступает местное переохлаждение фронта и потухание. По мере увеличения скорости истечения газа граничная точка (воспламенения и срыва) перемещается вниз по потоку, при уменьшении — смещается к устью горелки. [c.128] Влияние скорости истечения на характер изменения стационарных значений температуры для различных точек зоны горения показано на рис. 6-11, б, г, е. Из графика видно, что воспламенение и потухание в одной и той же точке фронта пламени происходит при различных значениях скорости щ. Отсюда, в частности, следует, что процесс срыва и обратной посадки пламени имеет гистерезисный характер. Влияние других параметров (0о, ) на характер изменения температуры вдоль фронта пламени также показано на рис. 6-11. При увеличении начальной температуры и теплотворности газа расширяется область устойчивого горения и граничная точка смещается к основанию факела. [c.128] Таким образом, расчет дает физически правильную картину явления и позволяет предсказать наблюдаемые в эксперименте эффекты отрыва пламени и обратной посадки его. Наряду с качественным анализом устойчивости турбулентного диффузионного факела конечного размера приведенный расчет позволяет получит1. количественные оценки для конкретных условий. [c.128] Вернуться к основной статье