Расширение газов при сгорании

Сферические движущиеся пламена, или, короче, сферические пламена тоже используют для измерения скорости горения, которая в этом случае сравнительно несложно выражается через кривизну шаровой поверхности. Горение в этом случае происходит при постоянном давлении или постоянном объеме. Во втором случае зажигание смеси производится в центре шарообразного герметического сосуда (бомбы), что приводит, естественно, к росту давления и, следовательно, изменению скорости горения. В первом случае горючей смесью надувают мыльный пузырь и зажигают ее в центре пузыря. При этом расширению газов сгорания мыльная пленка почти не препятствует и скорость горения остается постоянной. [c.118]

За границу раздела между основной (62) и завершающей (0з) фазами условно принимают момент достижения максимума давления (Р ) на индикаторной диаграмме. Сгорание при этом еще не заканчивается и средняя температура газов в цилиндре продолжает возрастать, достигая максимума в конце завершающей (0з) фазы, но скорость тепловыделения в этой фазе уже не может компенсировать падения давления из-за расширения газов при движении поршня и теплоотдачи к стенке. [c.149]

Расширение газов при горении смеси приводит к образованию ударной волны, распространяющейся перед фронтом пламени. Сжатие газа и его нагревание в ударной волне тем сильнее, чем больше скорость движения расширяющихся газов, которая в свою очередь определяется скоростью горения. При быстром сгорании нагревание смеси в ударной волне может стать настолько значительным, что произойдет ее воспламенение перед фронтом пламени. В этом случае создается такой режим горения, при котором послойный процесс поджигания осуществляется не путем теплопроводности, а под действием импульса давления, т. е. путем детонации. Прн детонационном горении образуется комплекс ударной волны и следующей за ней зоны сжатой и нагретой реагирующей смеси — так называемая детонационная волна. [c.23]

Чем выше скорость сгорания, тем большую мощность будет развивать двигатель при одинаковом расходе топлива. Это происходит потому, что при увеличении скорости сгорания рабочий цикл двигателя приближается к теоретическому, в котором предполагается мгновенное сгорание всего заряда в в. м. т. Чем ближе к в. м. т. сгорает топливо, тем более полно происходит последующее расширение продуктов сгорания и, следовательно, меньше тепла отводится с отработавшими газами. Однако при очень быстром протекании процесса сгорания возникают большие ударные нагрузки на детали шатунно-кривошипного механизма, характеризуемые жесткой работой двигателя [16]. [c.63]

В соответствии с характером движения газов при сгорании в замкнутом объеме изменяется и скорость перемещения пламени, В начальной стадии горение протекает как бы в условиях свободного расширения газа в неограниченном пространстве. [c.131]

Таким образом, увеличение скорости газового потока при сгорании по отношению к нормальной скорости пламени обусловлено расширением газов. В свою очередь оно приводит к тому, что горение газов всегда сопровождается их движением. [c.183]

Расширение газа при сгорании. Рассмотрим процесс невозмущенного горения в трубе, открытой с двух кон- [c.8]

Величина иь во столько раз превосходит нормальную скорость пламени, во сколько плотность исходной среды больше плотности продуктов сгорания. Увеличение скорости газового потока при сгорании является следствием расширения газа. Величина д = ир называется массовой скоростью горения. Она представляет собой массу вещества, сгорающую на 1 м поверхности пламени в 1 с 1В любой точке вдоль нормали к фронту она постоянна. [c.9]

Расширение газа в пламени приводит к тому, что горение всегда сопровождается движением газа. На рис. 2 изображена схема движения газа при адиабатическом сгорании в плоском пламени. Если пламя неподвижно, горючая смесь течет вправо (вдувается в трубу) со скоростью Ип, продукты реакции движутся в том же направлении со скоростью иь. При неподвижной исходной среде (например, находящейся в закрытой с левого конца трубе, при поджигании у открытого правого конца) пламя перемещается влево со скоростью Ып, а продукты реакции истекают в противоположном направлении со скоростью иь—Пп. При неподвижности продуктов реакции (в случае поджигания у закрытого правого конца трубы) пламя движется влево (в сторону открытого конца), со скоростью иь, расширяющиеся продукты сгорания толкают перед собой исходную среду, движущуюся со скоростью иь—Пп по отношению к стенкам трубы. [c.9]

В соответствии со спецификой движения газа при сгорании в замкнутом объеме изменяется и наблюдаемая скорость перемещения пламени. В начальной стадии горение протекает так, как если бы происходило свободное расширение газа в неограниченном пространстве. При этом скорость пламени равна иь, в конце горения она приближается к нормальной. [c.18]

Во многих практически важных случаях сгорание происходит внутри сосуда, сообщающегося с окружающим пространством только узкими единичными каналами. Если горение протекает достаточно интенсивно (при больших значениях и и турбулизации газа), истечение газа через эти каналы не поспевает за прогрессивно ускоряющимся расширением при сгорании, и давление Такие камеры сгорания принято [c.18]

Вторая схема воспламенения в поршневом ДВС предусматривает самовоспламенение топлива от горячего воздуха без ка-кого-либо постороннего источника воспламенения. По этой схеме цилиндры двигателя во время такта впуска заполняются не горючей смесью, а воздухом. Затем за счет повышения давления в цилиндре в такте сжатия воздух сильно нагревается. В конце процесса сжатия в нагретый воздух через форсунку при высоком давлении впрыскивается топливо. При этом топливо мелко распыл и вается, испаряется и перемешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Процесс сгорания начинается с самовоспламенения смеси за счет высокой температуры в цилиндре, которая достигается в процессе сжатия воздуха. Все остальные процессы — сгорание, расширение газов и их удаление из камер сгорания — по второй схеме воспламенения происходят так же, как и по первой схеме. [c.11]

Бензин представляет собой смесь летучих углеводородов. В зависимости от происхождения сырой нефти он может наряду с алканами содержать различные количества циклических алканов и ароматических углеводородов. Продукт прямой перегонки нефти, бензин, состоящий главным образом из неразветвленных углеводородов, вообще говоря, мало пригоден в качестве горючего для автомобилей. В автомобильном двигателе смесь паров бензина и воздуха зажигается искрой от запальной свечи в тот момент, когда смесь газов внутри цилиндра сжата поршнем. При сгорании бензина происходит сильное и плавное расширение газа в цилиндре, заставляющее поршень перемещаться в цилиндре и приводить в движение коленчатый вал двигателя. Если горение газа происходит слишком быстро (горючая смесь детонирует), поршень получает резкий толчок вместо мощного плавного наращивания усилия. В результате в двигателе возникает стук , или гудящий звук, а эффективность получения полезной мощности за счет энергии сгорания бензина снижается. [c.419]

Степень расширения газов при сгорании е в процессе распространения пламени и повышения давления не остается постоянной. Пренебрегая изменением числа молей при сгорании, можно считать, что [c.187]

Здесь роль потенциала играет энтальпия, убыль которой является индикатором самопроизвольности процесса. Изоэнтропные процессы по определению энтропии (94) — это обратимые адиабатические процессы. Типичным примером такого процесса является горение топлива в камере сгорания ракетного двигателя с его последующим истечением через сопло. Процесс горения и расширения газа можно считать адиабатическим, так как скорость тепловыделения гораздо больше скорости теплоотвода, и обратимым ввиду совершения системой реактивной работы, близкой к максимальной. Максимальная удельная работа (импульс) топлива рассчитывается по уравнениям (185) как разность энтальпий горячих газов при температуре горения и холодной исходной смеси топлива с окислителем. [c.380]

Переход к последующей точке на линии расширения продуктов сгорания осуществляется на основании разностной аппроксимации дифференциального уравнения (2.12) и уравнения состояния газа, которое используется для определения давления. В качестве начальных приближений состава и температуры продуктов сгорания принимаются вычисленные выше значения указанных величин на предыдущем шаге. [c.30]

В предыдущем разделе приведен метод расчета температуры адиабатического горения и состава продуктов в камере сгорания. Рассмотрим теперь более детально процесс расширения продуктов сгорания в сопле. Для того чтобы выявить важные особенности протекания химических реакций, пренебрежем диссипативными потерями, связанными с трением и теплопередачей, и будем считать, что на входе в сопло газы имеют нулевую скорость, а их температура и состав найдены по описанной выше процедуре. [c.20]

Большинство летательных аппаратов в настоящее время оснащено газотурбинными — турбовинтовыми (ТВД) и турбореактивными (ТРД) двигателями. В газотурбинных двигателях процесс сгорания топлива осуществляют в камерах сгорания, куда подают сжатый турбокомпрессором воздух и впрыскивают жидкое топливо. Воспламеняется топливо от электрической искры. Подача воздуха и топлива, сгорание топлива и образование горячей струи газов происходят одновременно и непрерывно, в едином потоке. Образовавшиеся газы в ТВД и ТРД используют по-разному. В ТВД они расширяются в турбине, вращающей компрессор для сжатия воздуха и воздушный винт, который создаст основную тягу окончательное расширение газов осуществляется в реактивном сопле, причем струей газов, вытекающих из сопла, создается дополнительная (8-12 % от общей) тяга. В ТРД газы сгорания расширяются в турбине, вращающей компрессор, а затем в реактивном сопле тяга создается в результате истечения газов из сопла. В современных ТРД газы после турбины направляют в форсажную камеру, в которой дополнительно сжигается часть топлива. Из форсажной камеры газы поступают в реактивное сопло с более высокой температурой и с большей скоростью, благодаря чему увеличивается сила тяги. [c.335]

Процесс распространения пламени всегда сопровождается движением газа. Даже при распространении пламени в неподвижной среде возникает движение газа вследствие расширения продуктов сгорания и конвективных токов. Движение газа приводит к искривлению фронта пламени и увеличению его поверхности. Обычно фронт пламени выпуклый в сторону своего движения. [c.91]

Для перехода от видимой скорости раснространения сферического пламени к скорости горения (относительно свежего газа) необходимо определение степени расширения продуктов сгорания [c.261]

Из формулы (8-2) видно, что скорость пламени относительно продуктов сгорания больше, чем относительно свежей смеси, что объясняется расширением газов при горении. [c.123]

Причиной, вызывающей гидродинамическую неустойчивость пламени, является расширение газов нри сгорании. Газ, проходя через пламя, сохраняет скорость, касательную к фронту, и разгоняется в нормальном направлении — линии тока преломляются, как показано на рис. 6. В результате образуются вихри, [c.582]

Однако расширение газа, сопровождающее сгорание, само может приводить к сжатию и нагреванию новых, еще холодных слоев взрывчатой среды и ее воспламенению. Расширяющиеся продукты реакции играют роль сжимающего поршня. Возникает комплекс из ударной волны и следующей за нею зоны быстрой реакции в газе, агретом ударной волной. Расширение газа вследствие тепловыделения в этой зоне поддерживает устойчивое существование ударной волны. Такой комплекс, именуемый детонационной волной, стационарен, он распространяется без изменения структуры на неограниченном протяжении. [c.35]

Однако для задач техники взрывобезопасности гораздо важнее самопроизвольное возиикиовенпе детона-цнн в горящем газе. Достаточно быстрое сжатие горючей среды возможно при расширении газа в процессе сгорания. Нагревание в ударной волне до температуры адиабатического воспламенения с малым периодом индукции требует очень высоких скоростей движения газа — до 1 км/с. Рассмотрим, в каких условиях возникает столь быстрое движение газа. [c.36]

В двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, называемых дизелями, четырехтактный рабочий процесс протекает несколько иначе, чем в двигателях с зажиганием от искры. В дизельном двигателе в первых двух тактах засасывается и сжимается чистый воздух. Температура воздуха в конце хода сжатия достигает 550—650 °С, а давление возрастает до 4 МПа. В конце хода сжатия в сжатый и нагретый воздух шрыскивается в течение определенного времени под большим давлением порция топлива. Мельчайшие капельки топлива переходят в парообразное состояние и распределяются в воздухе. Через определенный весьма незначительный момент времени топливо самовоспламеняется и полностью сгорает. Время между началом впрыска и воспламенением топлива называется периодом задерокки самовоспламенения. В современных быстроходных двигателях этот период не более 0,002 с. В результате сгорания топлива давление газа достигает 6—10 МПа. Весьма важным для обеспечения плавной, нормальной работы двигателя является скорость нарастания давления газов. Из практики известно, что эта скорость не должна превышать 0,5 МПа на 1° угла поворота коленчатого вала. В противном случае двигатель начинает стучать, работа его становится жесткой , а нагрузка на подшипники чрезмерной. Появление стуков и жесткая работа двигателя тесно связаны с длительностью периода задержки самовоспламенения. Чем продолжительнее этот период, тем большее количество топлива успеет поступить в цилиндр двигателя. В результате — одновременное поопламенение повышенного количества топлива приводит к взрывному характеру сгорания, и давление газов будет нарастать скачкообразно. В двух последующих тактах рабочий ход и выхлоп — происходит рабочее расширение газов и освобождение цилиндра двигателя от продуктов сгорания. [c.93]

Процесс сгорания в поршневом двигателе происходит в ограниченном объеме камеры сгорания. Для совершения полеа-ной работы используется процесс расширения продуктов сгорания. После стадии расширения газов для сжигания новой порции топлива необходимо удалить отработавшие газы из рабочей полости двигателя и вновь наполнить ее топливовоздушной смесью определенного состава. [c.9]

Если бы при распространении пламени в трубе фроцт ее был плоским и нормальным по отношению к оси трубы, то нормальная и наблюдаемая скорости распространения пламени были бы равны. "В действительности же фронт пламени не может быть плоским по причине расширения продуктов сгорания и образования газовых потоков при выходе их из открытого конца трубы. Эти явления вызывают в свою очередь потоки в свежем неподвижном газе, что искривляет плоский фронт пламени и делает его выпуклым в сторону распространения пламени. Площадь выпуклого пламени больше площади плоского, поэтому наблюдаемая скорость распространения пламени всегда больше нормальной во столько раз, во сколько площадь выпуклого пламени больше площади поперечного сечения трубы. [c.163]

II — равновесное горение и одномерное течение в предположении бесконечного размера камеры сгорания III—сужающаяся часть сопла (одномерное расширение с учетом кинетики химических реакций) IV — горловина сопла (трансзвуковое расширение газа с постоянными свойствами) V — расширяюш аяся часть сопла (двумерное расширение с [c.171]

Образование температурного градиента в сгоревшем газе при сгорании в замкнутом объеме было открыто Гопкинсоном [126] (см. также [51, стр. 241]) в бомбе объемом 175 л после сгорания смеси коксового газа (Нг, СО, СН4 и пр.) с воздухом, температура сгоревшего газа оказалась в момент достижения максимального давления около 1900° в центре бомбы, в месте искры, и 1100—1300° на расстоянии 1 см от стенок. Гопкинсон дал и первое качественное объяснение происхождения температурного-градиента, именно, что ... в центре газ сгорает почти при атмосферном давлении и сжимается после сгорания до 6,5 атм, в то время как у стенок он сначала сжимается до 6 атм, а затем воспламеняется без последующего сжатия . Таким образом, для сгорающей в первую очередь порции заряда расширение совершается прп более низком давлении/)о, а последующее сжа тие — от ро до рмакс так, ЧТО работа сжатия превышает работу расширения наоборот, для последней порции заряда предварительное сжатие свежего газа совершается от ро до рмшс, а последующее расширение продуктов сгорания—при постоянном давлении Рыакс так, что работа расширения в данном случае превышает работу сжатия. Метод расчета температурного градиента после сгорания дан Махе [152] (см. также [21, стр. 174 и 324]). В цилиндре двигателя с искровым зажиганием, где повышение давления от сгорания относптельно давления конца сжатия непосредственно [c.238]

Щелкиным была предложена оригинальная трактовка эффекта неровностей стенок трубы на возникновение детонации, связываюш ая этот эффект с усилением в шероховатых трубах турбулентного движения в свежем газе [401. Распространяя эту идею и на детонацию в гладких трубах, автор предположил, что автоускорение предетонационного пламени вообгце обусловлено прогрессивным возрастанием турбулентной скорости горения по мере увеличения скорости потока свежего газа, создаваемого расширением от сгорания. Однако вопреки первоначальным предположениям автора, критические условия перехода дефлаграционного горения в детонационное, так называемые взрывные пределы, отнюдь не определяются условиями перехода ламинарного течения свежего газа в турбулентное. Дело в том, что значения критерия Ве = в котором ско- [c.374]

IV — упорядочения дт1ижения продуктов сгорания V — истечения и расширения газов. [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология