ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные процессы, определяющие скорость горения для различных типов пламен из "Горение гетерогенных конденсированных систем" В общем случае скорость горения зависит от скорости смешения исходных компонентов в зоне прогрева и зоне реакции (для гетерогенных систем), от скорости химических реакций между компонентами, от скорости передачи тепла и активных частиц из зоны реакции к исходной системе. Нормальная скорость горения (и тем более форма фронта горения) зависит от условий течения свежей смеси и продуктов горения (особенно при горении в двигателях). [c.5] Естественно, не может быть и речи о создании пригодной для всех случаев формулы, позволяющей вычислять скорость горения, или хотя бы о записи единой для всех случаев и в то же время не слишком громоздкой системы уравнений, пригодной для численного решения. [c.5] Поэтому в теории горения рассматривается несколько основных типов пламен. Они неодинаковы по своему научному и практическому значению и степени изученности. Неодинаковы параметры, представляющие наибольший интерес для данного типа пламени. Существенно отличается подход к теоретическому рассмотрению каждого типа пламени. Некоторые различия имеются и в эксперимептальных методах. [c.5] Имеется большое число промежуточных случаев, напрнмер, горение взвеси частиц твердого горючего или взвеси капель жидкого горючего в потоке газообразного окислителя (этот случай сочетает в себе признаки, характерные для пламен типа 3 и 1 или 3 и 4). Наибольший технический интерес представляют именно промежуточные случаи. [c.6] Горение конденсированных смесей также представляет собой промежуточный случай, в котором могут в той или иной степени сочетаться признаки, характерные для иламен типа 1, 2, 3 и 5. Турбулентность также может играть определенную роль при горении конденсированных смесей, однако в совершенно иных условиях ио сравнению с пламенами тина 4. [c.6] Коротко рассмотрим некоторые характеристики основных типов пламен в той мере, в какой это полезно для понимания закономерностей горения конденсированных смесей. [c.6] Предварительно следует остановиться на определении скорости горения. При ламинарном горении газовых смесей и гомогенных конденсированных систем большое принципиальное значение имеет понятие нормальной скорости горения (и ). По определению, равна скорости перемещения пламени относительно свежей смеси в направлении, перпендикулярном поверхности пламени в данной точке. Размерность и в системе СИ — м сек, однако для скорости горения эта единица пока употребляется редко п только для газовых систем. Обычно величину л для газовых систем выражают в см сек, а для конденсированных систем в мм сек (если выражать скорость горения конденсированных систем в м сек, то в обычном диапазоне давлений получаются очень малые дробные числа). [c.6] Для гомогенных конденсированных систем чаще всего измеряется скорость горения цилиндрических зарядов, горящих с торца, причем фронт горения полагается плоским (опыт показывает, что в большинстве случаев при налични надлежащей оболочки это допущение справедливо, и искажения наблюдаются лишь на краях заряда). К тому же для твердых веществ (и достаточно вязких жидких веществ) исходное (твердое или жидкое) вещество неподвижно во время горения. Поэтому в данном случае нормальная скорость горения просто равна видимой скорости пламени (в лабораторной системе координат) и постоянна в различных точках заряда. [c.6] При горении газовой смеси в трубах или сферических сосудах видимая скорость пламени (относительно стенок сосуда) не равна нормальной скорости горения, так как под влиянием расширения продуктов сгорания свежая смесь перед фронтом горения движется относительно стенок сосуда. [c.7] Таким образом, измерение нормальной скорости горения i наиболее просто для гомогенных конденсированных систем, так как в этом случае фронт горения плоский, а исходное вещество неподвижно (в лабораторной системе координат), и поэтому u равна видимой скорости распространения пламени и (в лабораторной системе координат). [c.7] Как для газовых, так и для конденсированных систем массовой скоростью горения пользуются реже, чем линейной. Отчасти это связано с тем, что экспериментально, как правило, измеряется именно линейная скорость горения. [c.8] Однако при сравнении скорости горения газовых и конденсированных систем годится только массовая скорость. Действительно, величина т для газовых смесей и летучих конденсированных веществ имеет один и тот же порядок. Напротив, линейная скорость горения при низких давлениях для газовых смесей на несколько порядков больше, чем для конденсированных систем (чтобы переработать в зоне реакции в единицу времени одинаковое количество вещества, надо подавать газ с большей скоростью, чем твердое или жидкое вещество, плотность которого значительно выше плотности газа). [c.8] Кроме того, надо учесть, что для конденсированных систем массовая скорость горения зависит от давления р но тому же закону, что и линейная, и отличается от нее лишь постоянным множителем (так как плотность конденсированных систем в интересующем нас интервале давления практически пе зависит от р). Соответственно, если аппроксимировать зависимость и (р) при помощи степенной функции и = Ьр , то показатель степени V будет одним и тем же для линейной и массовой скорости горения. [c.8] Этот тип пламени изучен значительно подробнее и глубже, чем любой другой тип пламенп. [c.9] Пламя в гомогенной смеси (ламинарное и турбулентное) представляет значительный практический иш-ерес в связи с вопросами безопасности работ в угольных шахтах, а также эксплуатации всевозможных емкостей и магистралей, заполненных горючим газом и летучей жидкостью в связи с исследованием работы некоторых типов газовых горелок и т. д. [c.9] Ламинарное пламя в гомогенных смесях имеет исключительно большое значение для теории горения, так как для этого типа пламени влияние химических факторов не затемняется процессами перемешивания исходных компонентов, а поле скоросте свежей смеси может быть весьма простым. [c.9] Исследуется несколько различных форм ламинарного гомогенного пламени. Чаще всего используют горелки различных конструкций. На рис. 1 показано пламя на бунзеновской горелке, а на рис. 2 плоское пламя на пористой горелке. В этих случаях пламя неподвижно в лабораторной системе координат, благодаря чему удобно измерять не только скорость горения, но также профили температуры и концентрации (при помощи оптических методов, термопар, отбора газа и т. д.). [c.9] Исследуется также распространение пламени в трубах и сферических сосудах с жесткими стенками ( бомбах постоянного. [c.9] Вернуться к основной статье