Факелы ламинарные

Чтобы определить, останется ли течение в факеле ламинарным, сравним минимальный период колебаний т ин с временем Ту проникновения жидкости за счет вязкости от границы с окру- [c.118]

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]

Как уже указывалось, описанная выше структура горящего факела представляет принципиальную схему. Сложные процессы массообмена, зависящие от характера движения газов (ламинарное или турбулентное), оказывают влияние на структуру факела. Структура, о которой шла речь выше, наиболее соответствует ламинарному факелу, при котором фронты горения устойчиво сохраняют свою форму и имеют вид, показанный на рис. 87. Массообмен между зонами I, II и III через поверхности Fj-jj, Fj-iji и Fii-jij происходит вследствие молекулярной диффузии. Так, в область I из областей II и III диффундируют продукты горения, в область III диффундирует воздух из окружающей атмосферы и т. д. [c.155]

Различают перемешивание двух видов. Первый происходит в результате молекулярной диффузии, второй — вследствие молярной диффузии, которая включает в себя и молекулярную как конечную стадию. Перемешивание в результате молекулярной диффузии наблюдается при ламинарном режиме течения смешивающихся потоков. Перемешивание турбулентной диффузией происходит при турбулентном режиме течения потоков. Соответственно этому образуются два резко отличающихся режима диффузионного горения ламинарный и турбулентный и два внешне очень различных вида диффузионных факелов ламинарный и турбулентный. [c.70]

Заметим прежде всего, что последовательное применение методов аэродинамической теории факела дает возможность рассмотреть единообразно весьма широкий круг задач о диффузионном горении. В частности, используя интенсивно развиваемые в последние годы интегральные методы теории струй можно простым путем выявить характер зависимости длины различных типов диффузионных пламен (ламинарный или турбулентный, плоский и осесимметричный, также полуограниченный, веерный и другие факелы) от основных параметров. Анализ показывает, например, что длина осесимметричного факела, ламинарного или турбулентного, пропорциональна стехиометрическому комплексу 2 —, тогда как длина [c.185]

Обстоятельный критический анализ теории распространения турбулентных пламен был выполнен А. С. Соколиком [21]. Им, в частности, указывалось на основное противоречие ламинарной модели, согласно которой различие Ын и Ыт объяснялось высокоразвитой поверхностью горения в турбулентных пламенах. В этом случае скорость ламинарного пламени оказывается недостаточной для мгновенного охвата пламенем каждого объема смеси, образующегося при дроблении. Отмечалось, что свойственная ламинарным пламенам последовательность излучения [(СС) - ОН (СН) (С02) (Нг0) ] и интервалы между границами излучения (СИ) и (СС) в турбулентных пламенах существенно различны. Наблюдаемая в турбулентных пламенах последовательность излучения [(СНО) ->(СН) (ОН) ->(СС) ] соответствует излучению при самовоспламенении (переход спектра голубого пламени в спектр нормального горячего пламени). Этот факт рассматривается как доказательство сгорания объемов свежей смеси, забрасываемой при турбулентном горении в факел пламени, вследствие его самовоспламенения. С учетом этого А. С. Соколиком предложена модель турбулентного распространения пламени, согласно которой объемы свежей смеси, непрерывно поступающие в факел, последовательно самовоспламеняются. [c.138]

Оказалось, что если сохраняется постоянное отношение скоростей топлива и воздуха, то высота пламени не изменяется. С другой стороны, как в горячих, так и холодных исследованиях сгорания в газоходах коксовых печей [5] было обнаружено, что высота пламени зависит от размеров окон для подачи как воздуха, так и газа. Однако эти опыты были проведены [5] в условиях низких чисел Рейнольдса для струй и число Рейнольдса для потоков в газоходе лежало в ламинарной области именно в этой области больше всего проявляются значительные изменения длины факела. Следовательно, вполне возможно, что для области высоких чисел Рейнольдса можно сделать такой же вывод о постоянстве длины факела, как и для строго ламинарного режима [59]. [c.334]

Структура и длина свободного факела при прочих равных условиях зависят от характера движения потока (ламинарное или турбулентное) и количества первичного воздуха, подаваемого в смеси с топливом. [c.145]

При вытекании газа из насадки в неподвижный воздух образуется струя, характер которой зависит от того, вытекает ли из насадки ламинарный или турбулентный поток. Если поток ламинарный, то струя из насадки движется, сначала практически не расширяясь, и ее массообмен с окружающим воздухом происходит только путем молекулярной диффузии, т. е. очень медленно. Лишь на некотором расстоянии Н от сопла появляются гребни и завихрения, указывающие на наступление турбулентного состояния, которое постепенно охватывает все сечение факела. По мере увеличения скорости вытекания газа расстояние Н уменьшается (рис. 77 и 78) и становится близким к нулю в области критических значений числа Рейнольдса (для вытекающего потока). Размытые края струи до начала турбулентного состояния (см. рис. 77) указывают на наличие процесса молекулярной диффузии между газом и окружающей воздушной оболочкой, увлекаемой движущимся газом [78]. Взаимодействие [c.145]

Б. И. Китаев и его сотрудники [96, 97] пришли к выводу о существовании наряду с турбулентным ламинарного режима горения факела, образованного турбулентной струей газа, вытекающей из сопла. [c.151]

Состав газа при одной и той же теплоте сгорания влияет на длину факела различно при разных режимах горения, что, однако, изучено недостаточно. Так, по исследованию А. С. Телегина и Б. И. Китаева [98], при сопоставлении процессов сжигания водорода и окиси углерода (как известно, высшие теплоты сгорания этих газов примерно одинаковы) оказалось, что водородный факел характеризуется более затяжным ламинарным режимом. Причем в пределах значительной части этого режима длина водородного факела меньше, чем факела окиси углерода. В пределах же турбулентного режима факел окиси углерода оказался короче факела водородного пламени, возможно, как указывают авторы, вследствие значительно меньшей кинематической вязкости окиси углерода. [c.157]

Рис. 89. Распределение температур в ламинарном факеле при сжигании смеси водорода (66,7%) с воздухом на расстоянии 268 мм от носка горелки

На рис. 90 показано распределение температур применительно к ламинарному факелу при горении смеси пропана с различными количествами воздуха омесь характеризуется отношением ф действительного соотношения топлива и воздуха в смеси к [c.165]

Рис, 94. Фронт горения в круглой горелке (ламинарный факел) [c.170]

Использование керамической малотеплопроводной стенки бу дет способствовать устойчивости факела и поэтому применение ее эффективно тогда, когда есть опасение срыва факела, например при турбулентном его характере. Наоборот, при ламинарном режиме факела использование малотеплопроводной стенки будет способствовать проскоку. Явление устойчивости как ламинарного, так и тур булентного факелов было предметом многочисленных исследований [78]. [c.171]

Н. Н. Норкин. Исследование горящего ламинарно-диффузионного газового факела. Известия Томского политехнического института, т. 70, 1950. [c.566]

В соответствии с ранее развитыми представлениями о диффузионном горении в ламинарном потоке переход от ламинарного режима к турбулентному для диффузионного факела может быть иллюстрирован качественным графиком, представленным на фиг. 10-2. Относительная длина диффузионного факела (отношение длины факела I к его ширине Ь) должно равняться отношению скорости потока к скорости диффузии, определяющей скорость смесеобразования Пока явление протекает в ламинарной области, [c.96]

При газообразном топливе диффузионный очаг горения может получить наибольшую относительную протяженность (длина диффузионного факела в калибрах) при ламинарном характере течения потоков топлива и воздуха. [c.127]

Примером горелки с предельно заторможенным смесеобразованием может служить так называемая диффузионная горелка, создающая параллельные потоки топливного газа и воздуха при одинаковых начальных скоростях и удельных весах (дат-Ут-—7 ). В этом случае, начальная стадия смесеобразования будет возникать только за счет медленной молекулярной диффузии и факел вытянется тем длиннее, чем больше окажется поступательная скорость потока в пределах ламинарного режима. [c.127]

В стратифицированной среде могут возникать также индуцированные выталкивающей силой течения в тепловых факелах и восходящих струях. Эта задача представляет особый интерес при сбросе тепла в окружающую среду и поэтому она всесторонне изучалась для турбулентных течений. Большее внимание уделено осесимметричным течениям, так как на практике они встречаются чаще, чем плоские факелы и струи. Особый интерес в этих задачах представляет высота, до которой поднимается течение в устойчиво стратифицированной окружающей среде. Этот вопрос обсуждается в гл. 4 для ламинарных и в гл. 12 для турбулентных течений. Теплоотдача от тел, погруженных в среду, устойчиво стратифицированную вследствие диффузии химических компонентов, также представляет значительный интерес и имеет большое значение. Соответствующий комбинированный тепло- и массообмен рассматривается в гл. 6. [c.149]

Во многих течениях, индуцированных выталкивающей силой, существует круговая симметрия, так как поверхность или тело, около которых возникает течение, симметричны относительно вертикальной оси. Осесимметричные течения часто образуются, например, около длинного вертикального цилиндра, вертикального конуса или около сферы, если подвод энергии также обладает круговой симметрией. В ряде случаев можно воспользоваться приближениями пограничного слоя, аналогичными рассмотренным в предыдущих главах для двумерных вертикальных течений. Значительный интерес представляют также свободные осесимметричные течения типа пограничного слоя, например факелы и восходящие струи, в особенности при сбросе энергии и вещества в окружающую среду. В настоящей главе рассмотрим ламинарные вертикальные осесимметричные течения типа пограничного слоя, возникающие только под действием тепловой выталкивающей силы, оставляя рассмотрение турбулентных и сложных течений, индуцированных выталкивающей силой, на последующие главы. [c.178]

В этом разделе обсуждаются результаты исследований ламинарных свободных осесимметричных течений в факелах и струях. Описаны основные характеристики таких течений и связанные с ними физические механизмы. [c.191]

Выполнен также ряд исследований течений ламинарных факелов и струй в устойчиво стратифицированных средах. Теннер и Гебхарт [41] изучили экспериментальным методом ламинар- [c.200]

В интегральном методе анализа турбулентных течений, изложенном в гл. 12, широко используются модели подсасывания. Мортон [28] разработал аналогичную модель для ламинарных струй, факелов и следов. Масштаб плотности потока подсасываемой жидкости получен из соображений по оценке порядков величины отдельных членов уравнений, и разработанная модель течения применена к изучению подъема ламинарных факелов в устойчиво стратифицированной среде. Исследование продолжено в статье [43]. Интегральные уравнения сохранения массы, количества движения и энергии, определяющие течение ламинарного осесимметричного факела, получены в следующем виде [c.201]

В статье [14] сделаны численные расчеты ламинарных осесимметричных свободных течений в термически стратифицированных средах. На рис. 4.5.3 и 4.5.4 показаны соответственно зависимости температуры и скорости вдоль оси теплового факела, образованного небольшим диском, температура которого 0- Параметр стратификации 5 и безразмерные величины определены выражениями (3.11.9) и (3.11.10). [c.202]

Тепловой факел образован сосредоточенным (точечным) источником в безграничной нестратифицированной окружающей среде. Для ламинарного, но достаточно удаленного от источника участка течения найти, как зависят скорость подсасывания, массовый расход и радиус вещества факела от расстояния от источника. [c.205]

В статьях Пера и Гебхарта [132], а также Гебхарта и др. [59] подробно изучено взаимодействие ламинарных двумерных тепловых факелов. Получено большое количество экспериментальных [c.305]

При чисто аэродинамическом людходе к горению неперемешанных газов, принятом в предыдущей части, удается рассчитать местоположение фронта пламени и профили характерных величин — скорости, температуры и концентраций — во всем поле факела. Короче говоря, в предположении о бесконечно большой скорости реакций оказывается возможным определение газодинамической структуры диффузионного факела — ламинарного или турбулентного. Такой результат отвечает исходным посылкам расчета, сводящегося к интегрированию уравнений переноса. Естественно, что при этом из рассмотрения выпадает широкий круг вопросов, связанных с собственно процессом горения. В числе их — расчет полноты сгорания, исследование теплового режима факела, критических условий воспламенения и потухания и др. Практическое значение этих вопросов весьма велико. Включение их в общий план исследования возможно при учете кинетики процесса наряду с газодинамикой (точнее говоря, при свойственном аэродинамической теории факела преобладающем значении газодинамических факторов). [c.99]

Для минимизации гетерогенных эффектов Р. Барре-том построена камера сгорания из нержавеющей стали, охлаждаемой органическим теплоносителем до 260°С. Принятая температура, с одной стороны, исключила конденсацию паров серной кислоты, с другой — все же оказалась достаточной для поддержания устойчивого горения. Камера имела высоту 900 мм ири диаметре 250 мм. Смесь воздуха, природного газа и сероводорода подавалась на охлаждаемую верхнюю крышку камеры сгорания через 234 просверленных в ней отверстия. Газы двигались сверху вниз, что препятствовало развитию естественной конвекции и позволило создать плоское пламя протяженностью 50—70 мм при скорости 0,8 м/с. Режим оценивался как ламинарный. Благодаря высокому теп-лонаиряжению факела 462 675 ккал/ (м -ч) (538 kBt/m ) его расчетная температура, несмотря на малые размеры и холодные стенки камеры, достигала 1650—1930°С, т.е. была на уровне температур, характерных для котлов. [c.100]

Применительно к условиям стационарного процесса горения (факел, пламя) можно представить себе три характерных режима распространения пламени ламинарный (нормальный), турбулентно-мелкомасщтабный, турбулентно-крупномасщтаб-ный. [c.137]

В то же время нужно предполагать, что в центральной части струи на всем расстоянии до начала турбулентного состояния поток оказывается невозмущенным ламинарным. В турбулентной области факела горение распространяется по всему его объему. Здесь факелу свойственны колебания, объясняемые влиянием кон векции. По мере увеличения скорости истечения и, как следствие, уменьщения расстояния Н до начала турбулентного состояния колебания факела становятся более значительными, что сопровождается появлением в факеле весьма характерного щума. Указанные явления становятся все более отчетливыми и резкими и постепенно нарастают до тех пор, пока факел не оторвется от отверстия, а затем, спустя некоторое время, вовсе не потухнет. [c.147]

Одним из первых длину свободного факела исследовал Джонс [89] результаты его работ представлены на рис. 82 для случая, когда из сопла вытекает горючий газ без примеси первичного воздуха. Верхняя кривая показывает изменение общей длины факела в зависимости от скорости истечения потока. Дл а ламинарной области (скорость меньше 15 м1сек) длина факела почти пропорциональна скорости истечения. Далее происходит скачкообразное уменьшение длины факела, связанное с появлением в верхней части факела турбулентных пульсаций, характерных для переходной области. В переходной области отме- [c.148]

Количественно значения подсчитанных скоростей будут отличаться от действительных, однако полученные результаты с качественной стороны представляют весьма интересную картину. Заметим, что в литературе имеются экспериментальные данные, показывающие увеличение скорости потока при протекании струи через зону горения в открытом факеле при ламинарном потоке. Существенным является то обстоятельство, что увеличение скорости по отнощению к скорости набегающего потока имеет место лищь в зоне горения. [c.248]

В самом деле, представим себе две кинетические горелки одинаковой производительности, работающие в ламинарной области и сжигающие при одинаковой форсировке одно и то же количество какой-нибудь определенной газообразной горючей смеси, характеризующейся в среднем нормальной скоростью распространения фронта пламени = onst. Фронт горения кинетического факела, возникающий в результате достижения равновесия между нор- [c.123]

Ламинарные режимы, применяемые в таких горелках, делают их приборами весьма умеренных форсирово К. Если по тем или иным причинам возникнет стремление к созданию диффузионных горелок малых форсировок с сильно укороченными факелами, то может быть с успехом применен принцип, вполне аналогичный принципу беспламенных горелок кинетического типа с заменой единичных газовых и воздушных каналов множеством параллельных канальцев. В этом случае, несмотря на столь вялое смесеобразование, какое возникает за счет молекулярной диффузии, диффузионные факелы с ничтожными поперечными размерами получат и ничтожную протяженность, хотя и заметно большую, чем при кинетическом принципе горения. [c.127]

Он применил методы подобия, использованные для решения задачи о турбулентном течении в плоских и осесимметричных струях и Шлихтингом [87] для решения задачи о ламинарном течении. Рассматривались выталкивающая сила и автомодельная форма распределения температуры. Решение Зельдовича не допускало появления составляющей скорости, нормальной плоскости симметрии факела. Но, используя условия, состоящие в том, что все члены уравнения движения в проекции на ось х имеют одинаковый порядок величины и что поток тепла от источника пересекает нормально любую горизонтальную плоскость, он получил выражения для распределений скорости и температуры в плоском и осесимметричном случаях как для ламинарного, так и для турбулентного течения. [c.107]

Экспериментальное исследование ламинарных факелов. Изучались ламинарные факелы, создаваемые над длинными, нагреваемыми электрическим током проволочками малого диаметра. В работе [6] измерены распределения скорости и температуры в воздухе над проволочкой, отношение длины которой к диаметру L/D =3330. В работе [25] измерялись температуры в воздухе над проволочкой с L/D = 250. Шорр и Гебхарт [91] определили с помощью интерферометра температуры в факеле, подобном изображенному на рис. 1.1.2, возникающем в легком силиконовом масле (Рг = 6,7) над проволочкой диаметром 1,27-10- м и длиною 0,1524 м (L/D = 1200). Во всех трех исследованиях экспериментальные значения температур факелов оказались значительно ниже результатов расчетов. На рис. 3.7.6 [c.110]

Рис. 4.5.1. Безразмерные температура 0о и скормть Оо на оси факела и полуширина ламинарного осесимметричного факела б в линейно стратифицированной окружающей среде. (С разрешения авторов работы [43]. 1974, Pergamon Journals Ltd.)

Факелы сливаются на высоте /г, на которой объемный расход лодсасываемой их внутренними поверхностями жидкости приближенно равен i7(2sL + s/г), где Г — ширина факела в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа. Эти коэффициенты подсасывания несложно рассчитать, даже в случае наклонных факелов. Тогда можно записать соотношения между и, коэффициентами подсасывания, движущим давлением, геометрическими параметрами течения и силой Вп. Такая схема расчета определяет зависимость высоты взаимодействия к от 5, полного теплоподвода (Э и т. д. Гебхарт и др. [59] распространили схему расчета на случай взаимодействия двух ламинарных факелов неодинаковой интенсивности. Результаты экспериментов в целом хорошо согласуются с расчетами факелов как одинаковой, так и неодинаковой интенсивности. [c.312]

Трехмерным аналогом пристеночного факела является течение, возникающее от действия сосредоточенного (или точечного) источника тепла, заделанного в вертикальной теплоизолированной поверхности (рис. 5.7.15,6). Это течение еще сложнее анализировать, но Кэри и Моллендорф [20] исследовали его экспериментально. Выполнены детальные измерения температуры в поле ламинарного течения в воде и произведена визуализация тепловых пограничных слоев как по нормали к поверхности, так и в боковом направлении. Температура поверхности над источником убывает пропорционально т. е. быстрее чем в двумерном пристеночном факеле из-за более интенсивного подсасывания. Но это падение температуры происходит медленнее, чем в осесимметричном факеле в отсутствие ограничивающей поверхности, где разность to — to уменьшается пропорционально х К Экспериментальные данные показывают также, что толщина теплового пограничного слоя 8t, измеренная по нормали к поверхности, линейно увеличивается с ростом X, т. е. в направлении течения. Толщина пограничного слоя в боковом направлении изменяется медленнее, приблизительно как х / . [c.316]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология