ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Воспламенение капли из "Сжигание тяжелых жидких топлив" При быстром торможении капель и протекании основной части процесса испарения без относительной скорости, величина коэффициента испарения Рр, определяется условием Кцд = 2. [c.20] Численные значения показателя степени д обычно ограничиваются диапазоном 0,5-н1,0. [c.21] Если рассматривать пары топлива на поверхности капли как идеальный газ, то весовая концентрация паров топлива будет численно равна их удельному весу при температуре насыщения и парциальном давлении. [c.23] Количество паров топлива, заключенных в пространстве, ограниченном поверхностью капли и сферой радиуса г, может быть определено путем интегрирования уравнения (1. 50) в пределах г и г . [c.23] Для практических расчетов величины 2 вполне достаточно ограничить величину г значением г , при котором концентрация паров соответствует нижнему концентрационному пределу воспламенения, т. е. наиболее бедной смеси, характеризуемой избытком воздуха а , а температура паровоздушной смеси будет равна температуре воспламенения Т . [c.23] Заменив соотношение удельных весов воздуха и пара соотношением их молекулярных весов, можно заключить, что величина этого соотношения ничтожно мала по сравнению с величиной в связи с чем в дальнейших расчетах ею можно пренебречь. [c.24] Из уравнения (1. 64) легко можно видеть, что степень начального испарения й не зависит от размеров капли, а целиком определяется физическими свойствами веш,ества капли. Легкие топлива с высокой упругостью паров имеют сравнительно высокие значения 2 воспламенение их паров происходит на значительных расстояниях от поверхности капли. С увеличением молекулярного веса паров топлива снижается степень начального испарения и зона воспламенения будет приближаться к поверхности капли. Увеличение температуры среды в значительной мере снижает эти величины, тогда как при незначительной разности Т р — воспламенение может стать практически невозможным. [c.25] В табл. 4 приведены ориентировочные значения 2 и 7р, рассчитанные по изложенной выше методике с использованием данных о величинах предельного избытка воздуха (а ), соответствуюш,их нижнему концентрационному пределу воспламенения, заимствованных из работы [10]. [c.25] Таким образом, определив величину й, можно рассчитать время, необходимое для начального испарения. [c.25] Относительный радиус зоны воспламенения. . [c.26] Величина этой характеристики определяется как свойствами топлива, так и условиями прогрева капли. [c.26] Данные, приведенные на рис. 6, свидетельствуют о том, что угол наклона прямых, соответствующий коэффициенту пропорциональности в уравнении (1. 69), зависит от сорта топлива. В общем случае чем тяжелее топливо, тем больший угол наклона имеет соответствующая линия и, следовательно, тем меньшее значение имеет кд. Соответственно этому увеличивается время, необходимое для воспламенения капли. [c.28] Общий ход зависимости = / ( 2), как это следует из рис. 6, вполне соответствует уравнению (1. 69), согласно которому время воспламенения капель весьма малых размеров в значительной мере будет лимитироваться временем химической индукции . Все прямые при ( 2 = о не проходят через начало координат. В соответствии с уравнением (1. 69) отсекаемые на оси т отрезки могут быть представлены как время химической индукции соответствующего сорта жидкого топлива. Для дизельного топлива и керосина величины т,, д отличаются незначительно и для условий опыта составляют 25—30 мсек. Тяжелые топлива (мазуты Ф-12, М20, М60 и крекинг-остаток) характеризуются несколько большим значением т д (45—60 мсек) и большим различием последнего для различных марок мазутов. [c.28] Снижение температуры окружающей среды резко увеличило время задержки воспламенения (рис. 7). [c.28] Гораздо более сложным представляется процесс воспламенения движуш,ейся капли топлива. В этом случае пары топлива будут относиться встречным потоком в окружающую среду, вследствие чего образование горючей смеси около поверхности капли становится затруднительным. Можно предположить, что момент воспламенения движущейся капли наступит несколько позднее по сравнению с неподвижной каплей, так как при этом потребуется значительно большая интенсивность испарения. [c.30] 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. Аналогичное явление описано в работе [9], где приведены некоторые данные о воспламенении и горении капель жидкого топлива (керосин, изооктан, этиловый спирт). [c.30] Наличие относительной скорости капли не вносит существенных изменений в общий характер течения процесса воспламенения. Однако общая длительность процесса увеличивается в связи с более интенсивным уносом паров с поверхности капли. Хотя наличие относительной скорости несколько увеличивает интенсивность испарения в связи с интенсификацией процесса прогрева и уменьшением парциального давления паров топлива вблизи поверхности капли, однако предельная концентрация паров топлива достигается несколько позднее. Увеличение относительной скорости может привести к тому, что воспламенение капли станет невозможным даже в том случае, если температура потока будет выше температуры самовоспламенения. В зависимости от размера капель и свойств топлива (его молекулярного веса, энергии активации и др.) в реальных факелах, где присутствуют капли разных размеров, воспламенение мелких капель (до 50—100 мк) наступит значительно быстрее, чем крупных. Воспламенение же последних должно происходить лишь в условиях уже сформировавшегося факела. Наиболее четко это будет проявляться в факеле тяжелого топлива. [c.32] Вернуться к основной статье