Пламя турбулентное диффузионно

Чтобы показать сходство между пламенами предварительно приготовленных смесей и диффузионными пламенами, следует обратиться сначала к рис. 35, где показаны пределы срыва для пламени смесей бутан — воздух с содержанием бутана от 2 до 28% (под отрывом пламени подразумевается отдаление его от сопла с установлением на некотором расстоянии по направлению потока). Смесь, содержащая 28% бутана, выходит далеко за пределы воспламеняемости, и поэтому ее горение можно рассматривать как диффузионное. В качестве характеристического параметра принят градиент скорости на границе пламени этот параметр позволяет установить достаточно четкую корреляцию данных для одного и того же топлива при неизменном давлении в камере сгорания (в данном случае давление окружающей среды). Если принять за основу градиент скорости, фактически существующий на выходе из сопла, вблизи которого находится пламя, то показатели для ламинарного и турбулентного режимов потока укладываются в данном случае на одной линии. Наряду со сходством пламени предварительно приготовленной смеси и диффузионного пламени между ними существуют и различия. Как видно из рис. 35, отрыв турбулентных диффузионных пламен может происходить на пределе стабильности пламени, после чего пламя стабилизируется в зоне сгорания на некотором расстоянии от сопла. Именно такого типа пламена обычно применяются в промышленной практике. Для срыва этого пламени требуется большое дополнительное увеличение скорости. [c.326]

В книге рассмотрены наиболее актуальные вопросы и важнейшие достижения в области химии и переработки нефти. Содержание ее разбито на пять разделов 1) экономика и направления дальнейшего развития (новые статистические методы анализа технологических процессов) 2) процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (парофазные адсорбционные процессы в переработке газов синтетические цеолиты — молекулярные сита) 3) процессы нефтепереработки (химические процессы очистки нефтепродуктов радиационные процессы в нефтепереработке катализаторы в нефтеперерабатывающей промышленности) 4) нефтехимическая промышленность (эластомеры нитрилы и амины низшие ароматические углеводороды из нефти производство непредельного нефтехимического сырья каталитическим дегидрированием алканов) 5) механическое оборудование (турбулентные диффузионные пламена). [c.4]

Структура диффузионного пламени существенно зависит от сечения потока горючих паров и газов и его скорости. По характеру потока различают ламинарное и турбулентное диффузионное пламя. Ламинарное пламя возникает при малых сечениях потока паров или газов, движущихся с небольшой скоростью (пламя свечи, спички, газа в горелке небольшого диаметра и т. д.). На пожарах при горении всех веществ образуется турбулентное пламя. Оно меньше изучено, и для объяснения этого явления используют положения теории ламинарного пламени. На рис. 6 показано строение ламинарного диффузионного пламени на примере пламени жидкости, [c.31]

Диффузионные пламена уже очень давно и широко используются в промышленпости в силовых установках, цементных печах, мартеновских и плавильных печах, печах для термической обработки, в нефтезаводских факелах, камерах сгорания реактивных двигателей и в других аналогичных областях. Тем не менее изучение литературы показывает, что турбулентным диффузионным пламенам, несмотря на их важное промышленное значение, посвяш ено гораздо меньше научных исследований, чем пламенам предварительно смешанных газов и ламинарным диффузионным пламенам. Однако в цели авторов не входит обсуждение опубликованных работ эта глава посвяш ена рассмотрению данных, необходимых для более глубокого понимания природы и методов получения турбулентных диффузионных пламен, а также ознакомлению с различными явлениями, сопровождаюш,ими пламена этого типа. [c.296]

ТУРБУЛЕНТНЫЕ ДИФФУЗИОННЫЕ ПЛАМЕНА [c.296]

В заключение следует отметить, что в данной главе была показана возможность моделирования систем сгорания холодными струями. Теоретический анализ в сочетании с подобными опытами на моделях позволяет получить практически ценные результаты, обнаруживающие хорошее соответствие экспериментальным данным, характеризующим большие турбулентные диффузионные пламена, применяемые в промышленных установках. [c.341]

Диффузионные пламена газа (или распыленного твердого, или жидкого горючего) широко применяются в промышленных топках. Изучение диффузионных пламен представляет интерес также при разработке методов борьбы с пожарами в нефтехранилищах и т. п. Хотя в технике в большинстве случаев приходится иметь дело с турбулентными диффузионными пламенами, значительная часть научных работ относится к ламинарным диффузионным пламенам, более доступным для теоретического анализа и лабораторных исследований. Для конденсированных смесей, где размеры частиц компонентов малы, интерес представляют лишь ламинарные диффузионные пламена. [c.42]

ЛАМИНАРНЫЕ И ТУРБУЛЕНТНЫЕ ДИФФУЗИОННЫЕ ПЛАМЕНА [c.169]

Следует вообще отметить, что турбулентные диффузионные пламена изучены еще слабо и теория их не развита в такой степени, как для ламинарного пламени. В частности, недостаточно ясными представляются условия перехода к турбулентному режиму горения при диффузионном горении гомогенных смесей. В отличие от изложенных условий перехода к турбулентному горению в гетерогенной системе пере сод диффузионного факела от ламинарного к турбулентному режиму для гомогенных смесей, согласно [19], наблюдается при следующих числах Ке 2200 — для водорода, 3700—4000 — для городского газа, 4750 — для окиси углерода, 8900—10400 — для пропана и ацетилена. [c.35]

Рис, 1.6. Турбулентное диффузионное пламя (высоту пламени можно рассчитать по содержанию кислорода в воздухе, количеству кислорода для полного сжигания топлива, диа метру сопла, данным теории струй) [c.24]

ТУРБУЛЕНТНОЕ ДИФФУЗИОННОЕ ПЛАМЯ [c.133]

Практическое использование турбулентных диффузионных пламен. - Хотя математическая модель турбулентного диффузионного пламени, которая будет описана ниже, редко реализуется на практике, многие реальные пламена имеют с ней общие черты. Можно привести следующие примеры реальных пламен промышленные горелки, в которых струя нефти, распыленной паром, непрерывно подается в топку тепловое излучение пламени нагрева- [c.134]

В жидкостном ракетном двигателе поток капель, образующихся вследствие соударения жидких струй, при быстром испарении может рассматриваться как струя пара, а не облако капель (рис. 12.4). Следовательно, турбулентное диффузионное пламя можно считать еще одной моделью горения в ракетном двигателе. [c.135]

ИДЕАЛЬНОЕ ТУРБУЛЕНТНОЕ ДИФФУЗИОННОЕ ПЛАМЯ [c.135]

Турбулентное диффузионное пламя создается при помощи промышленной газовой горелки, которая была предназначена для использования угольного газа. Вк. есто него требуется использовать метан и сохранить дли- [c.141]

Длина турбулентного диффузионного пламени, для которого увеличен диаметр сопла (29), расход топлива (30), поток топлива разбавлен паром (31), воздух и топливо разбавлены паром (32), сильно уменьшен расход топлива (33), изменится так, что уменьшится (А), не изменится (Б), увеличится (В), изменится, но условия не дают возможности определить, в каком направлении (Г) на этот вопрос проще ответить, на-блюдая пламя визуально (Д). [c.141]

Явления горения, определяемые (управляемые) физическими процессами. Скорость протекания процессов, рассматриваемых в предыдущих главах, можно было рассчитать без точного знания кинетических констант достаточно было полагать, что реакция может дойти до конца. Про горение такого типа говорят, что оно определяется физическими процессами. Примерами являются горение капли, горение в ракетном двигателе, ламинарные и турбулентные диффузионные пламена. Они очень распространены в технике. [c.142]

Скорость диффузии при этом характеризует скорость горения углеводородов в пламени. Такое пламя называют диффузионным, оно бывает ламинарным и турбулентным. [c.184]

Турбулентное диффузионное пламя — пламя, в котором потоки газов движутся с завихрениями. Сгорание газа в таком пламени такое же, как и в ламинарном пламени по причине взаимной диффузии воздуха и про- [c.184]

Во всем предыдущем изложении особое внимание уделялось аэродинамическим характеристикам сгорания в струях. Уместно перейти к рассмотрению типичных опытных данных по процессам сгорания в струе. Особый упор делается на турбулентные диффузионные пламена вследствие важного их промышленного значения. Пламена нредварительно приготовленных топливо-воздушпых смесей и ламинарные диффузионные пламена, являвшиеся предметом многочисленных опубликованных в литературе исследований, будут затрагиваться лишь в порядке сравнения. [c.326]

Опубликованы [44] высокоскоростные снимки турбулентных диффузионных пламен, из которых видно, что в любой момент пламя, по-видимому, имеет прозрачную область, захватываюш ую лишь часть зоны сгорания. Вероятно, результаты киносъемки и позволили вывести уравнение, выра-жаюш ее высоту факела как функцию диффузии реагирующих компонентов через цилиндрическую оболочку, толщина которой пропорциональна длине пути смешения. Полученное уравнение для высоты факела сравнительно сложно. Эти авторы отмечают хорошее совпадение с результатами экспериментальных измерений, которые показали, что концентрация топлива у вершины факела составляла всего 3% от его содержания в поступающей через сопло струе. Предложено также видоизмененное уравнение для струи пылевидного угля. Однако в литературе опубликованы некоторые вполне обоснованные возражения по поводу общего вида этого уравнения [57]. [c.331]

Раснространсние волн вверх обусловлено, вероятнее всего, перемещением самой среды, в которой опи возникают, так что относительпо этой среды волновое движение происходит только в радиальном направлении. Скорости вертикального двил<ения газов, образующих фронт диффузионного пламени, до сих пор пе установлены. При относительпо высоких скоростях (при которых пламена турбулентны) в нижней части оболочки пламеии волны не образуются. На несколько больших высотах возникают, по-видимому, волны с небольшой амплитудой, но так как сама высота, на которой н оболочке пламони начинают появляться нерегулярные воз.мущения, уменьшается с увеличением скорости, во многих случаях волны вообще пе наблюдаются. Граничный случай представлен на фотографиях 16 и 17 турбулентного пламени, заимствованных из [3]. При высоких скоростях, когда количество сгорающего топлива, отнесенное к единице высоты пламени, незначительно, описанный выше механизм возникновения резонанса, по-видимому, не имеет места. [c.317]

Прямое и теневое фотографирование. На фотографиях 18, а и б и 16 [2, стр. 288 3] приведены примеры прямых и теневых фотографий турбулентных диффузионных пламен. Пряншя фотография 18, а показывает, что пламя, в соответствии с предлогкением Хауторна, Уэдделла и Хоттеля [2, стр. 266], имеет форму прямого перевернутого конуса. Вследствие пульсаций турбулентного фронта пламени границы этого факела несколько более расплывчаты, чем у ламинарного пламени (фотографии 14 и 15). Внешняя оболочка пламеии, видимая на теневом снимке (фотография 18, б), рассма- [c.331]

Другое интересное исследование было предпринято Пауэллом [30, стр. 154]. Несмешиваемость, имеюш ая место в турбулентных диффузионных пламенах (о ней упоминалось выше при рассмотрении структуры турбулентных диффузионных пламен), приводит к рассеиванию перемешанных между собой молей топлива и окислителя, однако не в достаточной для протекания реакции степени. Конечная стадия зависит от молекулярного смешения. Величина масштаба несмешиваемости часто, по-видимому, имеет тот же по])я-док, что и толщина зоны реакции (для диффузионных пламен с кислородом — около 2 мм, см. рис. 95 и [33]). Эти обстоятельства требуют знания скоростей процессов диффузии и химической реакции. Рассмотренная Пауэллом проблема имеет также важное практическое значение нри сжигании жидких топлив, так как капли с диаметром 100 жк попадают в зоны смешения с такими же по порядку значений размерами. С физической точки зрения изученный Пауэллом случай представлял собой ламинарное диффузионное пламя над слоистой горелкой , т, е. горелкой, состоящей из длинных и узких располо- .квнпых поочередно отверстий, через которые подавались горючий газ и воздух. Размеры каждого из отверстий были подобраны так, что при равных скоростях струй горючего газа и воздуха обеспечивалось стехиометрическое отношение расходов топлива и воздуха. Масштаб несмешиваемости характеризовался шириной одной пары отверстий для топлива и воздуха. Эта ширина выбиралась из условия, чтобы по величине она была того >ке порядка, что и ширина зоны реакции. Рассматриваемая задача представляет собой задачу В двух измерениях, причем определяющими для нее размерами являются высота над отверстиями и расстояние в направлении, перпендикулярном к плоскости слоев. В цитируемой работе представлено и математическое решение проблемы. Основной результат состоит в том, что значение высоты, на которой сгорает 90% топлива, равняется произведению начальных скоростей струй на сумму двух членов, которые пропорциональны соответственно характеристическому времени реакции tr и характеристическому времени смептения [c.338]

Турбулентное диффузионное пламя. Математическая модель турбулентного диффузионного пламени, или газового факела, пригодна для анализа многих технических процессов. Она может быть представлена дифференциальными уравнениями в частных производных, отражающими взаимодействие процессов переноса массы, количества движения и энергии если сделать упрощающие предположения, то систему таких уравнений можно решить аналитически. Модель приведена в гл. 12 после обсуждения более простых ламинарных и негорящих струй в гл. 9—11. [c.12]

Как пламя отдельной капли, так и турбулентное диффузионное пламя, входят в группу процеосов Г01рения, определяемых (ограничиваемых) диффузией.. Это означает, что скорость горения почти не зависит от химико-кинетических свойств веществ присадки и изменения температуры не оказывают на нее никакого влияния. Рис. 1.7, иллюстрирует явление самовоспламенения, которое определенно не входит в эту группу процессов горения. На рисунке показана схема лаборато рного обор1удования, используемого для определения времени реакции топлива с движущимся горячим воздухом после быстрого их перемешивания [3]. В этом устройстве измеряют расстояние между форсункой и плоскостью, в которой появляется пламя. Затем делят это расстояние на скорость потока. [c.25]

Особенности турбулентных диффузионных пламен. Измерение высоты пламени не является простым, так как вследствие турбулентности течения пламя нестационарно, а его мгновенная форма имеет рваный вид. Куски горящего газа отделяются от основного пламени и летят вверх, уменьшаясь в размерах. Большинство измерений высоты нламени, известных из литературы, выполнялось на глаз , и их точность невелика. [c.134]

Постановка задачи.. В качестве идеального случая будет рассмотрено осесиммет ричное турбулентное диффузионное пламя для того, чтобы осветить общие свойства явлений, связанных с турбулентными диффузионными пламенами, при сохранении простого аналитического описадая. Основной целью является достижение понимания явления, хотя будут также сделаны и практические выводы. Принимаются упрощающие предположения, не приводящие к утрате существенных свойств пла1мени. [c.135]

Ограничивающее влияние скорости реакции на стационарное пламя. В газотурбинном двигателе между выходом компрессора и входом турбины расположена камера сгорания, где в стацио-нарнам турбулентном диффузионном пламени сж1игаются топливо и воздух. Камера сгорания авиационного газотурбинного двигателя работает на больших высотах полета при низких давлениях. Установлено, что в этих условиях полнота сгорания топлива понижается, а если давление падает до очень низкого (уровня, то пламя может даже погаснуть. Даже в условиях работы на земле пФлнота сгорания топлива может по1низиться и может произойти срыв пламени, если с целью снижения размера или массы.двигателя камеру сгорания делают очень малой. Как будет видно дальше, эти явления есть следствие ограниченных скоростей протекания химических реакций. Погасание наступает тогда, когда химическая кинетика не успевает за подачей реагентов . [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология