Конвекция естественной, горение

С возможностью естественной конвекции нужно считаться при процессах горения в шахтных топках и газогенераторах, при каталитических процессах в начальных участках реакторов с большим градиентом температуры и концентрации, в доменных печах, в тепловой изоляции в виде зернистой засыпки. [c.107]

До сих пор рассматривались лишь эксперименты по горению подвешенных капель, выполненные в поле сил тяготения, когда проявляется влияние естественной конвекции и сферически симметричное горение отсутствует. Однако при горении реальных распыленных топлив из-за того что жидкие капли, составляющие облако распыла, очень мелкие, влияние естественной и вынужденной конвекций существенным образом не проявляется и наблюдается сферическое горение, Чтобы исследовать характеристики такого горения и сопоставить полученные результаты с теорией, развитой для модели сферического горения, необходимо осуществить и изучить экспериментально горение в отсутствие естественной конвекции. [c.218]

Процесс ламинарной естественной конвекции при горении вертикальной поверхности горючего материала, описанный выше, усложняется вследствие совместного тепло- и массообмена, протекающих химических реакций и переноса излучением. Этот сложный процесс был впервые рассмотрен Сполдингом [80], который, применив ряд упрощающих предположений, получил автомодельное решение, аналогичное решению Польгаузена [70] для течения в пограничном слое на плоской пластине. В работах [50, 51] соответствующие процессы были рассмотрены более подробно и найдены приведенные выше соотношения был охвачен широкий диапазон определяющих параметров [c.405]

На рис. 2,а схематически изображена нагревательная печь, облицованная изнутри огнеупорной футеровкой Дуга горит между графитовыми электродами, расположенными горизонтально. Воздух подается снизу и, нагреваясь в дуге, удаляется через верхнюю часть печи. Поскольку потоками естественной и вынужденной конвекции дуга выдувается вверх, она не может устойчиво гореть при высоких скоростях обдува. Поэтому скорость газового потока так же невелика, как и при естественной конвекции. Устойчивость горения дуги несколько повышается при вертикальном расположении электродов (рис. 26), однако в этом случае при повышении скорости обдува снижается температура нагрева газа, а опорная точка дуги сдувается с торцевой поверхности верхнего электрода. Увеличить температуру нагрева газа за счет уменьшения диаметра камеры не представляется возможным из-за быстрого разрушения огнеупорной футеровки. [c.8]

Скорость горения натрия, определенная по результатам измерений расхода кислорода и количественного анализа продуктов сгорания, в условиях естественной конвекции колеблется от 16 до 36 кг-ч -м 2. При увеличении скорости обдувающего потока воздуха до 10м-с массовая скорость выгорания возрастает в 3 раза. На основании экспериментальных данных был сделан вывод, что во время горения температура натрия повышается, но никогда не достигает температуры горения. Ни в одном из проведенных опытов при горении разлитого натрия не была достигнута температура его кипения (880 °С). Даже при начальной температуре натрия, равной 840 °С, температура не повышается, а наоборот, снижается и постепенно стабилизируется на уровне 650 °С. [c.117]

Вследствие влияния естественной конвекции в экспериментах по горению капли значение радиуса пламени г , предсказываемое формулой (62), оказывается завышенным приблизительно в два раза, кроме того, разность (г — Г1) более точно удовлетворяет требованию независимости от Г , чем отношение г< /г/. [c.88]

Определялись поправочные множители, учитывающие влияние естественной конвекции на скорость горения [ ]. Исследовалось влияние испарения и горения на сопротивление сферы (например, в работах [ ] и [ ]). Разные авторы исследовали влияние полимеризации, крекинга и фракционной перегонки в каплях многокомпонентного жидкого горючего, учитывали радиационный перенос тепла от пламени к кайле, теплопроводность (неоднородность температуры), движение жидкости внутри капли, интенсивную мелкомасштабную турбулентность в газе, близость других горящих капель, находящихся в окисляющей атмосфере, рассматривали явления воспламенения и погасания. Тем пе менее простых надежных и полезных поправок к формуле (58), учитывающих какой-либо из этих эффектов, не было получено. [c.89]

Гораздо более сложная, а часто и более важная задача переноса возникает тогда, когда конвективная текучая среда поглощает и излучает энергию, как это имеет место для аммиака, двуокиси углерода и воды. Такого рода связанные между собой процессы переноса, происходящие одновременно за счет излучения и естественной конвекции, возникают в печах, естественных водоемах, в пламенах и при пожарах, в коллекторах и накопителях солнечной энергии, в процессах роста кристаллов и задачах экологии. Эти процессы очень важны, и в указанной области были достигнуты весьма впечатляющие результаты (см., например, обзорные работы [5, 12, 15, 92, 93]). В ряде работ по исследованию пламен и процессов горения неизменно фигурируют также вопросы взаимодействия теплового излучения газов с естественной конвекцией (см., например, работы [1, 51 —53, 64]). Некоторые из этих работ упоминались в разд. 6.8. [c.485]

Большинство процессов горения происходит вблизи земной поверхности под воздействием силы тяжести. При горении в воздухе высокотемпературные газообразные продукты сгорания поднимаются вверх под действием подъемной силы с поле силы тяжести. Возникает естественная (свободная) конвекция. Образуется восходящий поток воздуха, увлекающий с собой вверх газообразные продукты сгорания, тем самым способствуя дальнейшему процессу горения. По иному происходит горение в невесомости, т. е. в отсутствие сил тяжести, что имеет место, например, при полете по инерции космического корабля. Поскольку в невесомости естественная конвекция не может возникнуть, а искусственная конвекция не оказывает особого влияния, перемещения газообразных продуктов сгорания и воздуха могут происходить только путем диффузии. При этом, так же как при горении твердых тел, подвод кислорода становится недостаточным, газообразные продукты сгорания обволакивают горящее тело, подавляют и душат про- [c.20]

Колебания воздуха, окружающего каплю. Влияние конвекции (вынужденной и естественной) на горение жидких капель будет рассмотрено ниже. Оказалось, что колебания воздуха, окружающего каплю, также оказывают влияние на ее горение. Увеличение константы испарения под действием колебаний воздуха, окружающего каплю, ограничено некоторым пределом и описывается следующей формулой [18] k = ki + (В - fa ) (8.56) [c.198]

Естественная конвекция. Капля, подвешенная в неподвижном воздухе, испытывает при горения воздействие восходящих потоков, вызванных естественной конвекцией. Для этого вида горения капли точно выполняется зависимость, согласно которой квадрат диаметра каили уменьшается прямо пропорционально [c.207]

Внешняя форма падающей капсулы делается обтекаемой, однако по мере возрастания скорости падения движение капсулы иод действием сопротивления воздуха начинает отклоняться от движения свободно падающего тела. Когда сила тяготения в камере сгорания составляет примерно начинает проявляться влияние естественной конвекции при этом горение остается сферическим, но верхняя часть пламени становится более светлой. В течение первых 0,5 с после начала падения влияние естественной кон- [c.232]

В работе [39] установлено, что для прекращения горения горючих жидкостей в различных ситуациях и в условиях естествен-ной конвекции, скорость теплоотвода от. поверхности ут, Дж/(см2-с) должна составлять [c.55]

Один из способов обеспечения устойчивого горения длинной горизонтальной дуги приведен на рис. 2,г Электроды располагаются под "крышей" из огнеупорной футеровки, которая ограничивает растягивание дуги под воздействием потоков естественной конвекции. Для предохранения от разрушения футеровка обдувается потоком нагреваемого газа подвод холодного газа распределен по длине дуги. На такой длинной дуге можно существенно повысить напряжение и тем самым при заданной мощности увеличить ресурсы электродов. [c.8]

Анализируемое явление. На рис. 7.1 показано, какие процессы происходят при горении капли топлива в окислительной среде. Обычно существует относительное движение между каплей и окружающим газом либо вследствие сообщения количества, движения капле, либо вследствие процесса естественной конвекции. Под действием этого относительного движения пламя приобретает несимметричную форму. Знакомые всем пламя свечи или пламя спички вскоре после их поджигания-имеют схожие характеристики. [c.83]

Относительное движение капли и газа. Относительное движение, связанное с вынужденной или естественной конвекцией, всегда увеличивает скорость горения и уменьшает время горения по сравнению с их значениями, вычисленными для сферически-сим-метричной модели. Причина состоит в том, что пламя уже не является концентричной сферой и приближается к поверхности капли. Увеличенные из-за этого градиенты конструкции приводят к росту, скорости теплообмена и дифф узии. Указанный эффект можно рассчитать, используя соответствующие дифференциальные уравнения в частных производных. Однако, ввиду того, что относительное движение капли и га за не может сохраняться длительное время, суммарный эффект этого движения может изменить среднюю скорость горения не более чем й 2 раза. Этим влиянием можно пренебречь, поскольку начальные размеры капель, получаемые в результате распыливания топлив в реальных устройствах, известны с малой степенью точности. [c.90]

Рис. 4-19. Скорость горения топлив на сферической поверхносги (диаметром 3,81 с.н) при естественной конвекции в воздухе сравнение теории с экспериментом.

В работах [23, 24] показано, что существенное влияние на распространение пламени в околопредельных смесях оказывает естественная конвекция, сопровождающая горение и обусловливаемая разностью температур продуктов сгорания и свежей смеси. Причем конвекция оказывает гасящее действие, что иллюстрируется данными В. Н. Кривулина и др. [24]. Из этих данных, в частности, следует, что даже такие хорошо известные горючие газы, как пропан и метан, могут при определенных условиях стать негорючими. Этот вывод свидетельствует о новых возможностях пожарной профилактики в технологических процессах. [c.38]

Остановимся сначала на горении капель жидких горючих. Прежде всего отметим, что сферически симметричное пламя наблюдается лишь для очень мелких капель. При > 1 мм пламя сильно вытягивается (рис. 12) пз-за наличия естественной конвекции (в работах [55, 56] проведены оиыты в свободно падающей камере. В этом случае пламя становится сферически симметричным, а скорость горения уменьшалась приблизительно в 2 раза из-за отсутствия конвекции). [c.54]

В некоторых задачах горення, когда скорости движения газа малы, становится существенной естественная конвекция и, следовательно, величинами / пренебрегать нельзя. В этих задачах величины одинаковы для всех , так как ускорение силы тяжести имеет одинаковое значение для всех коиионентов. Массовые силы исчезают из уравнений (3) и (7) и остаются только в уравнении сохранения количества движення. [c.26]

В литературе отсутствуют работы по изучению несимметричных эффектов при горении капель однокомпонент-ного топлива, связанных с вынужденной или естественной конвекцией, поэтому рассмотрение будет ограничено случаями сферической симметрии. При этом единственной независимой переменной, входящей в уравнения, описывающие течение газа, является координата г — расстояние от центра капли. Эксперименты показывают, что в случае капель однокомнонентного топлива естественная конвекция производит значительно менынее искажение зоны пламени, чем в случае капель горючего в атмосфере окислителя. Можно, следовательно, заключить, что в случае однокомпонентных топлив конвекция играет небольшую роль. [c.309]

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]

Кумагаи [23] систематизировал экспериментальные данные по горению капель жидкого горючего в условиях естественной конвекции и провел следующий теоретический анализ. В основу анализа положен экспериментальный факт, что количество горючего, исиаряющегося с поверхности капли в единицу времени, прямо пропорционально диаметру капли. [c.208]

Итак, в состоянпн невесомости реалязуется сферическое горение капли, при котором полностью отсутствует влияние естественной конвекции. Было показано, каким образом снижается влияние естественной конвекции при переходе от силы тяготения 1 , при которой проводится обычный эксперимент, к состоянию невесомости с Ug. Эти экспериментальные данные по сферическому горению, полученные в состоянии невесомости, могут быть непосредственно сопоставлены с теорией сферически симметричного горения и использованы для ее экспериментального подтверждения. Результаты сопоставлены в табл. 8.5. Значения, рассчитанные на основании теории сферического горения, взяты из работы Голдсмита и Пеннера [16]. Экспериментальные значения оказались ниже теоретических. Однако привлекает вниманпе тот факт, что эти расчетные значения лежат гораздо ближе к экспериментальным данным, полученным в [c.221]

ВИЯХ невесомости, когда нолиостыо отсутствует влияние естественной конвекции. На рис. 8.34 приведены данные по изменению диаметра пламени в процессе горения капли. Напомним, что этот вопрос возник при обсуждении рис. 8.32. Можно увидеть, что после воспламенения по мере горения капли диаметр пламени вначале возрастает и лишь потом начинает уменьшаться. Далее, как видно пз рис. 8.35, отношение Оп 0 не остается постоянным, а монотонно возрастает по мере сгорания капли. Таким образом, проведенный эксперимент ясно указывает на то, что предположение о стационарности горения, принятое в теории сферического горения капли, является неприемлемым. Что касается константы испарения, то значения, полученные ранее (0,60 мм2/с для я-гептана и 0,46 мм /с для этанола), имеют более высокую надежность по сравнению с соответствующими значениями 0,49 мм / и 0,46 мм / , полученными позже. Диаметр От зоны высокотемпературного газа, окружающей пламя, монотонно возрастает в течение всего времени горения (рис. 8.36). [c.224]

Хорошего горения топлива можно добиться правильным выбором форсунок и горелок, систематическим уходом и контролем за ними. Большое значение имеют также постоянство состава топлива и его рабочих параметров, сохранение оптимальной величины тяги. Величина тяги, т. е. величина вакуума в различных точках лечи, должна определяться наряду с анализом дымовых газов. Величина тяги в процессе эксплуатации печи может изменяться по причинам изменения положения регистров у форсунок, появления неплотностей в кладке печи, в ретурбендных коробках и газовом тракте, а также из-за образования отложений на трубах в конвекции и в борове и изменения атмосферных условий. Так, при понижении давления атмосферы, сопровождающемся ухудпю-нием погоды, тяга ухудшается. При более высоком атмосферном давлении в хорошую погоду тяга улучшается. Зимой, в морозное время, тяга бывает значительно лучше, чем в жаркое время лета, это объясняется уменьшением разности телшератур между атмосферным воздухом и дымовыми газами. Величина естественной тяги нарушится при сильном ветре. Чем выше дымовая труба, тем меньше влияет на тягу ветер. [c.45]

Теплопередача в зоне тепловой подготовки обращенного газогенератора происходит но дпум путям—теплопроводностью и тепловым излучени( м из зоны горения. Кроме того, в шахте может иметь место еще и естественная конвекция, которая служит дополнительным спо-собол подвода тепла в зоне подготовки топлива. [c.354]

Горение происходит в свободном пространстве при естественной конвекции в квазистахщонарном режиме. [c.46]

Огнезадерживающие заслонки или пламеотсекатели (рис. 1.24) применяются для защиты трубопроводов от распространения горения по отложениям различных горючих веществ лакокрасочных материалов, пылей, волокон, жидких конденсатных пленок, твердых пористых продуктов термического распада и т. п. Характерной особенностью в гашении пламени с помощью огнезадерживающих заслонок является тот факт, что еще до подхода пламени они полностью перекрывают живое сечение воздуховода, создавая препятствие на пути движения пламени. При срабатывании заслонки одновременно происходит остановка движения транспортного потока. Поэтому поступление необходимого для горения количества воздуха и унос дымовых продуктов сгорания нарушается, что способствует гашению пламени за счет флегма-тизации дымовыми продуктами сгорания. Однако в воздуховодах большого сечения в результате естественной конвекции (обратной тяги) могут создаваться условия притока свежего воздуха и встречного удаления дымовых газов. При этих условиях горение отложений может продолжаться до полного их выгорания по длине воздуховода до заслонки. Поэтому огнезадерживающие заслонки должны обладать достаточным пределом огне- [c.86]

Ориентация образца показывает вклад естественной конвекции в Урд. При РП сверху вниз по вертикальной поверхности и в горизонтальном направлении режим горения стабилен, а значения Ур близки [44, с. 18]. При РП снизу вверх, когда пламя охватывает значительную часть поверхности и прогревает образец более полно, теплопотери из кромки пламени минимальны и существенно выше. РП снизу вверх, нестабильно, поскольку по мере продвижения пламя увеличивается в размере и сильно турбулизуется. Зна-штельную роль начинает играть теплопередача излучением (на долю радиации может приходиться до 85 % общего теплоприхо да). Тогда скорость РП можно выразить в виде [44, с. 19] [c.31]