Горение пульсационное

Рис. 110. Типичные осциллограммы давления в прямоточном воздушно-реактивном двигателе (а—нормальное, a—жесткое, в—пульсационное горение).

Детальный механизм пульсационного горения изучен недостаточно и в связи с этим ликвидация вибраций в основном осуществляется эмпирически. [c.154]

Более распространенным является горение в условиях крупномасштабной турбулентности (/>6). Под действием турбулентности этого вида фронт пламени начинает деформироваться. По мере увеличения пульсационных составляющих скорости (да фронт пламени все более искривляется (см. рис, 76, а) и в конце концов разрывается. При сильной крупномасштабной турбулентности пульсирующие объемы горящего газа и свежей смеси двигаются вперемежку (см. рис. 76, б) и несгоревшая смесь постепенно сгорает. В этих условиях резко возрастает поверхность сгорания, которую уже нельзя назвать фронтом, поскольку она распределена по всему объему горящей смеси и в итоге скорость распространения пламени увеличивается. Зона горения в этом случае состоит как бы из множества очагов горения. Основываясь на упрощающем геометрическом представлении, а именно на представлении о мгновенной поверхности пламени как составленной из множества конических поверхностей, возможно получить следующее выражение для скорости турбулентного распространения пламени (для да < ид) [c.142]

Понятие о диффузионном горении. Наиболее распространенным в промышленной практике случаем диффузионного горения является горение в турбулентном потоке прн одновременном смешении газообразных струй топлива и окислителя, т. е. турбулентное горение, происходящее по мере образования горючей смеси. Опыт показывает, что кинетическое горение (горение готовой горючей смеси) становится крайне неустойчивым при переходе на турбулентный режим даже в случае принятия искусственных мер в виде размещения в потоке твердых тел, создающих местные зоны торможения. В то же самое время эти же мероприятия при известных соотношениях оказываются вполне достаточными для стабилизации диффузионного горения (т. е. горения вновь образующейся горючей смеси) в турбулентном потоке. Опыт показывает, что длина дуффузионного факела (пламени) практически перестает зависеть от скорости турбулентного потока. Это свидетельствует о том, что скорость сгорания в рассматриваемом случае становится практически пропорциональной скорости потока (или, что то же, пульсационной скорости) и что явление действительно протекает в чисто диффузионной области. [c.96]

Уже при рассмотрении кинетического горения в ламинарном потоке мы убедились, что форсировка горения связана с увет1ичением поверхности фронта воспламенения, что и является средством одновременного введения в процесс большего количества горючей смеси. Однако в ламинарном потоке это достигалось, например, на бунзеновской горелке за счет удлинения конуса горения. При турбулизации потока возникающая пульсационная скорость начинает волновать поверхность фронта, если имеет место мелкомасштабная турбулентность, т. е. если масштаб турбулентности [c.93]

Из последних выражений явствует, что при очень малых пульсационных скоростях да можно пренебречь вторым слагаемым правой части и тогда скорость распространения фронта горения будет целиком определяться величиной . Горение будет происходить [c.95]

Причины отдельных отклонений от нормальной работы котлов, переведенных на газообразное топливо, частично рассмотрены в предыдущих главах, другие, как, например пульсационное горение, являются самостоятельным очень сложным вопросом, в данной книге не изложенным. В дальнейшем на конкретных примерах [c.153]

Удобным критерием наличия или отсутствия воспламенения или потухания (срыва) является появление или исчезновение пламени. Однако в некоторых случаях при воспламенении или потухании наблюдалось пульсационное горение (единичные срывы пламени или отдельные вспышки), поэтому эту область было желательно выделить особо. Результаты исследования пределов воспламенения к-гептана, изооктана и толуола в зависимости от [c.115]

Реально имеется целый спектр пульсаций. Развитие пульсаций с различной длиной волны происходит с различной скоростью. Скорость турбулентного горения определяется в первую очередь пульсациями, которые развиваются с максимальной скоростью. Анализ уравнения (109) показывает, что при росте пульсационная скорость непрерывно увеличивается, поэтому наи- [c.274]

Рассмотрение процесса с чисто физической точки зрения приводит к выводам, что скорость турбулентного пламени Ут определяется не масштабом турбулентности и значением числа Рейнольдса, а величиной пульсационной составляющей скорости потока. Существенно то, что при большой степени турбулентности потока Ут не зависит от горючих свойств газовой смеси, которые определяют нормальную скорость распространения пламени Этот результат является следствием рассмотрения процесса только с чисто физической точки зрения. При больших а выброс языков фронта пламени настолько значителен, а поверхность пламени так велика, что сгорание газа, попавшего в зону горения, должно происходить очень быстро и практически не должно зависеть от нормальной скорости горения и , а следовательно, и не тормозить выброс новых языков пламени. При экспериментальной оценке От зависит от [c.166]

Из соотношения (9-13) следует, что при турбулентном горении увеличение скорости выхода газовоздушной смеси из горелки данного диаметра не должно значительно влиять на длину зоны воспламенения факела, так как с увеличением средней скорости пропорционально увеличивается пульсационная скорость, а под ее воздействием пропорционально увеличивается и скорость распространения пламени. При турбулентном горении также Пх меньше зависит от свойств смеси. Показательным является характер зависимости 11 от состава смеси, которая так же, как и для Уп, имеет вид куполообразной кривой. Разница лишь в том, что по мере увеличения скорости движения кривые смещаются вверх и растет величина Пт на концентрационных пределах распространения пламени. Поэтому с увеличением скорости смеси разница между максимальной скоростью пламени и скоростью пламени вблизи границ уменьшается, это и означает снижение зависимости 7т от химических свойств смеси. [c.154]

Экспериментальные исследования показывают, что с понижением давления скорость распространения турбулентного пламени уменьшается, а ширина зоны горения увеличивается. Многие исследователи считают, что влияние давления на турбулентную скорость распространения пламени и ширину зоны турбулентного горения связано главным образом с влиянием давления на характеристики турбулентности — пульсационную скорость и масштаб турбулентности [c.163]

Как показали опыты на стендовых и промышленных циклонных реакторах, устойчивость горения газа при использовании дутьевых прямоточных горелок предварительного смешения сильно зависит от коэффициента расхода воздуха. При работе на очень бедных газовоздушных смесях имел место пульсационный режим горения. В связи с этим при огневом обезвреживании сточных вод с высокой концентрацией горючих веществ часть воздуха приходится подавать в реактор в виде вторичного помимо горелок. [c.26]

Например, Д. А. Франк-Каменецкий [18, 19] разработал теорию микродиффузионного горения в турбулентном потоке. При микродиффузионном горении жидкое топливо в паровой фазе раздроблено на отдельные малые объемы, распределенные в потоке воздуха. Для такого вида горения скорость процесса определяется скоростью смешения отдельных малых объемов испарившегося топлива с окружающим воздухом. При этом скорость распространения пламени прямо пропорциональна пульсационной скорости потока, а следовательно, при постоянной интенсивности турбулентности — скорости потока. [c.203]

ВОДЫ. При ВЫСОКИХ концентрациях органических примесей коэффициент расхода воздуха в горелках достигает больших величин (в некоторых случаях более 2). На бедных газовоздушных смесях горелки предварительного смешения работают неустойчиво — наблюдается отрыв факела от горелок или пульсационный режим горения. Для обеспечения устойчивого горения газа горелки следует частично или полностью разгружать от воздуха, необходимого для горения примесей сточной воды, подавая его в циклонный реактор в качестве вторичного. [c.77]

И открытые [58,69,64,68] системы, типичным экспериментом [60 62] является эксперимент, в котором топливо и окислитель поступают раздельно через концентрические трубки (в которых могут быть решетки для создания турбулентности) в замкнутую цилиндрическую камеру сгорания. Обычно высота пламени измеряется по фотографиям [68, 61, 63, 64] а эффективность горения (выраженная в процентах полнота реакции) как функция расстояния вдоль оси камеры сгорания определяется по результатам анализа состава взятых в различных точках камеры проб газа [36, 37, 68-60,63, 66, 66] Сообш алось также о новых термопарных измерениях как средних, так и пульсационных значений температуры в системах без предварительного перемешивания. [c.234]

Если пульсационная составляющая скорости п) [см. уравнение (103)] значителыно иревооходит нормальную скорость горения н, то это означает, что горение существенно зависит от скорости потока и поэтому даже при использовании в качестве топлива готовой горючей смеси процесс сжигания ее переходит из кинетической области в диффузионную. По указанной причине кинетическое горение готовой горючей смеси в турбулентном потоке характер-изуется малой устойчивостью очага горения. [c.156]

Если предположить, что время горения в турбулентном потоке постоянно, т. е. постоянно отношение 1/и , то из приведенной фо рмулы вытекает прямая пропорциональность ширины бт пульсационной скорости и. [c.250]

Из рассмотрения приведенных кривых видно, что с увеличением интенсивности турбулентности за сеткой ширина зоны горения, а также время горения уменьшаются. Это, как уже отмечалось, по-видимому, связано с тем, что при увеличении пульсационной скорости потока процесс горения интенсифицируется благодаря более интенсивному дроблению молей смеси в зоне горения турбулентными пульсациями. [c.250]

В зависимости от способа обработки опытных данных при определении этих параметров цолучаются различные зависимости от пульсационной и нормальной скоростей. Как справедливо указывает К. И. Щелкин [Л. 23], при измерении скорости распространения пламени в турбулентном потоке следует принимать во внимание поверхность, ограничивающую передний край зоны горения, положение которой определяется величиной максимальных выбросов пламени, т. е. максимальными значениями пульсаций скорости газа. Однако некоторые авторы при исследовании скорости турбулентного распространения пламени подходят иначе, по-разному определяют границу зоны горения. Так, например, Б. Карловиц и др. [Л. 7] измеряли скорость пламени не по поверхности, огибающей передний край зоны горения, а по [c.252]

Максимальные значения пульсационных скоростей, которые определяют положение передней границы зоны горения, будут значительно превышать средние. В работе А. В. Талантова при обработке значительного количества данных было установлено, что отношение максимальной пульсационной скорости к средней составляет около 3,5. [c.254]

Однако в пульсационной камере интенсивность перемешивания должна быть еще сильнее за счет сравнительно больщой частоты при значительном знакопеременном давлении. Обращает на себя внимание большая устойчивость стационарного периодического процесса горения. Несмотря на большие скорости воздуха на входе в камеру, отсутствие регистра и специальных стабилизаторов горения процесс горения ни разу не срывался. [c.276]

Неизбежные при техническом сжигании топлива малые и нерегулярные колебания давления и скорости принято не выделять и такой процесс называть спокойным горением. Если же амплитуды колебаний давления возрастают в несколько раз, но остаются существенно меньше среднего избыточного давления в камере, а частота становится регулярной, то горение принято называть жестким . Если колебания давления достигают порядка среднего избыточного давления в камере сгорания при регулярном характере этих колебаний, то горение называют пульсационным. М. М. Бондарюк и С. М. Ильяшенко приводят типичные осциллограммы давления для этих случаев (а, б и в на рис. 110) и указывают, что жесткое и [c.468]

Принимается следующая модель турбулентного горения. Пульсации скорости продуктов сгорания, по порядку величины равные средней скорости движения газа, вызывают пульсации скорости жидкости. Обнажающаяся поверхность пластин мгновенно загорается. Скорость турбулентного горения в первом приближении равна пульсационной скорости движения жидкости. При переходе турбулентного движения из газа в жидкость сохраняются пульсации давления (а не скорости), поэтому граничное условие на горящей поверхности имеет вид [c.274]

В данной главе обсуждаются основные представления о турбулентном движении при больших числах Рейнольдса, необходимые для анализа структуры турбулентных потоков и закономерностей протекания в них химических реакций. Масштабы длины и скорости, определяющие число Рейнольдса Яе, соответствуют крупномасштабным флуктуациям в потоке, т.е. Яе = qL V где д - среднеквадратическое значение пульсационной скорости, L — интегральный масштаб турбулентности, V - кинематическая молекулярная вязкость. В главе рассматривается перемежаемость и качественный вид плотностей распределений вероятностей в турбулентных потоках. Как указывалось во введении, эти характеристики имеют первостепенное значение для теории турбулентного горения и собственно теории турбулентности. В настоящее время благодаря обширным экспериментальным исследованиям стало ясно, что качественный вид плотностей распределений вероятностей существенно определяется перемежаемостью и локальной структурой турбулентности, вследствие чего эти вопросы невозможно рассматривать изолированно друг от друга. [c.17]

Таким образом, при микродиффузионном горении в турбулентном потоке скорость распространения пламени прямо пропорциональна пульсационной скорости потока и — при постоянной степени турбулентности — скорости потока. Это обеспечивает устойчивость горения и возможность увеличения скорости горения за счет скорости потока. [c.166]

Три слагаемых, которые фигурируют в левой части (6.36), характеризуют конвекцию и турбулентную диффузию они лишь перераспределяют энергию турбулентности внутри зоны горения, не меняя полной энергии пульсационного движения. Первое слагаемое в правой части описьшает вязкую диссипацию, второе — дает работу, которую совершают пульсации давления при расширении или сжатии среды. Третье и четвертое слагаемые характеризуют взаимодействие пульсационного и осредненного движения. [c.243]

Имея в виду указанные соображения, перейдем к анализу экспериментальных данных. Рассмотрим сначала опыты, в которых с помощью лазерного допплеровского анемометра непосредственно измерялись характеристики турбулентности в зоне горения. В уже обсуждавшейся работе Баллала [1979] установлено, что во всех исследованных режимах энергия турбулентности в зоне горения выше, чем в набегающем потоке (рис. 6.11, а, б). Как уже отмечалось, в этих опытах влияние среднего градиента давления исключалось, и поэтому дополнительный сдвиг средней скорости не возникал. Из рис. 6.11, а видно, что если энергия возмущений в свежей смеси мала < 2и ), то возрастаний их масштаба приводит к увеличению пульсационной скорости в зоне горения. Этот вывод согласуется с формулой (6.35). Уменьшение энергии турбулент- [c.243]

Напомним, что при К 1 неустойчивость пламени практически не влияет на спектр турбулентности. Поэтому указанная в 6.2 система трех определяющих критериев должна быть пересмотрена. Строго говоря, зависимость от критерия 3 сохраняется и в рассматриваемом случае, так как, помимо неустойчивости пламени, важную роль могут играть и другие газодинамические эффекты, указанные в 6.6. Эти эффекты существуют и в диффузионном пламени, и, как ясно из 5.1, их влияние описывается только величиной /3. Таким образом, они не зависят от масштабных факторов, т.е. от величины фигурирующей в определении критерия ц (6.35). Следовательно, при и К> 1 энергия турбулентности в зоне горения не может стремиться к бесконечности, т.е. при К > 1 газодинамические эффекты не меняют гидродинамическую структуру потока принципиальным образом. Таким образом, в рамках приближенной теории зависимость от критерия 0 может не учитываться. В соответствии с этим далее не делается различий между пульсационной скоростью в свежей смеси и в продуктах сгорания, а величины и обозначаются единым символом и. Следовательно, существенны два критерия М1 и К, определения которых даны соответственно в (6.6) и (6.10). [c.248]

Таким образом, при К 1 с увеличением пульсационной скорости теплонапряженность процесса горения не возрастает. Опыты Карпова и Северина [1977] вместе с тем показывают, что в рассматриваемом режиме процесс горения устойчив и срыва пламени не происходит (см. рис. 6.2). [c.249]

Наибольшее значение имеет случай крупномасштабной турбулентности. Здесь, в свою очередь, возможны два механизма ускорения горения поверхностный и объемный. Поверхностный механизм заключается в искривлении фронта пламени турбулентными пульсациями. При этом скорость горения возрастает пропорционально увеличению поверхности фронта. Однако, как заметили Щелкин и Трошин [14], такое описание процесса имеет смысл лишь в условиях, когда химическая реакция в пламени заканчивается быстрее, чем успеет произойти турбулентное смешение. Если же турбулентное смешение обгоняет химическую реакцию, то сама зона реакции размывается турбулентными пульсациями. В этом случае имеет место механизм объемного турбулентного горения, рассматривавшийся Щетинковым [15], Саммерфилдом [16] и др. Время турбулентного смешения равно отношению масштаба турбулентности I к пульсационной скорости ц. Следовательно, ускорение пламени турбулентными пульсациями должно происходить по поверхностному механизму, если выполнено условие [c.269]

Прп мелкомасштабной турбулентности потока все характеристики горения зависят как от кинетических факторов (м ), так п от пульсацион-ПОЙ скорости (Нпул) илп от скорости потока (г пoт) [c.121]

Столь же неубедительны и попытки обосновать механизм рождения доиолиительной турбулентности, как результат возрастания пульсационной скорости при прохождении через искривленную ламинарную поверхность горения, в соответствии с расширением продуктов сгорания. В случае сильной турбулентности, когда Нр/мт—О, иитенсивпость дополнительной турбулентиости, по Карловичу и др. [40], составляет [c.286]

С учетом этих особенностей горения у пределов распространения скорость турбулентного горения и в этих 0 ытах оказывается независящей от скорости ламинарного горения и связанной с температурой горения — вывод, несовмест мый с ламинарным механизмом турбулентного горения. Альтернативным по отноше ИЮ к ламинарному горению является последовательное самовоспламенение. Это означает, что турбулентное перемешивание свежего газа с продуктами сгора ия приводит и к возникновению воспламенения и к последующему его угасанию, создавая таким образом процесс пульсирующего воспламенения. Цикл воспламенения и затухания осуществляется на протяжении времени, в течение которого в данном элементарном объеме пульсационная скорость изменяется от нуля до некоторого максимального значения и, т. е. за время, близкое 1-с характеристическому, определяемому соотношением (19.10). Соответствующий объем газа, охваченный циклом, определяется Лагранжевым путем диф-фузи 1, т. е. соотношением (19.11). На этом пути возникшее пламя затухает вследствие снижения его температуры в результате интенсивного перемешивания горящего газа со свежим по мере же ослабления перемешивания и теплоотдачи за пределы данного объема в нем возобновляется экзотермическая реакции и восиламенение. Сама периодическая смена горения и затухания, специфичная для турбулентного пламени, возможна [c.293]

Следовательно, при сильной турбулентности скорость турбулентного распространения пламени От пропорциональна средней пульсационной скорости, т. е. определяется аэродинамическими характеристиками потока, и не зависит от физико-химических свойств газовой смеси. Последнее сказывается в отношении ее теплоты сгорания, влияющей на величину температуры горения. Высокая температура горения обусловливает высокое теплосодержание частиц продуктов сгорания, перебрасываемых турбулентностью в свежую смесь, и, следовательно, большую скорость распространения пламени. [c.143]

Появление пульсационного горения нарушает подачу топлива, которое становигся неравномерным и изменяется во времени между максимумом и минимумом в зависимости от колебаний давления в камере сгорания и перепада на форсунках, что связано в свою очередь с количеством поступающего топлива. Величина этих колебаний зависит от физико-химических свойств топлива и гидравлической системы подачи, распыления и смесеобразования топливных компонентов. [c.236]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология