Пламя в теория

Как окрашивается пламя щелочными металлами Как объяснить окрашивание пламени с позиций теории строения атома [c.89]

Теория, объясняющая детонацию самовоспламенением, утверждает, что явление объясняется химическими реакциями в несгоревшей части сырья, находящейся перед фронтом пламени если удается обеспечить малую скорость реакций или их должное течение, если, нормально продвигаясь, пламя уничтожит сырье до того, как предпламенные реакции окисления выйдут из-под контроля, то детонацию можно предотвратить [177, 178]. Впрочем, некоторые научные исследования указывают, что такой [c.411]

Перечислим наиболее важные для теории горения типы пламен 1) ламинарное пламя в гомогенной газовой смеси. К этому же типу относится пламя при горении летучих взрывчатых веществ [c.5]

Под термином пламя в системной теории печей подразумевается распространяющаяся в пространстве горящая система. [c.64]

Причина отклонений от требований теории, в действительности лишь кажущихся, заключается в росте давления в процессе сгорания, которое происходило при таких измерениях. Используемые при измерениях камеры сгорания следует отнести к классу полузамкнутых (см. гл. 1, разд. 2). Камеры сообщались с окружающим пространством только единичными каналами огнепреградителей, имеющими малое общее сечение и потому оказывающими значительное сопротивление потоку истекающего газа. К моменту, когда пламя достигало огнепреградителя, давление значительно превосходило начальное. [c.107]

Идеальная объемная модель турбулентного горения — растянутое ламинарное пламя. Это означает, что характерное время турбулентности должно быть мало по сравнению с продолжительностью реакции. Такое соотношение может иметь место, например, при мелкомасштабной, но интенсивной и однородной по всему объему турбулентности. Для объемной модели полностью применима теорема ламинарного горения с заменой молекулярного коэффициента диффузии на турбулентный Таким образом, для расчета и . можно использовать формулы тепловой теории нормального горения, в которых вместо ол Ро) нужно подставить D = = %jl p >). Следовательно, [c.137]

Величина определяется кинетикой реакции горения и теплопроводностью смеси (если природа распространения пламени тепловая) или диффузией активных центров (холодное пламя), В различных моделях (теориях) распространения пламени устанавливается связь между и и скоростью реакции в зоне пламени и процессами переноса теплоты или веихества на основании уравнения теплопроводности или диффузии. [c.267]

Согласно теории окисления через перекиси скорость химических реакций процесса горения углеводородных смесей обусловливается интенсивностью возникновения активных перекисей, с одной стороны, и быстротой их исчезновения—с другой. В период индукции в горючем происходит первичное накопление перекисей. Увеличение количества молекул перекиси сопровождается повышением числа экзотермических реакций окисления, что вызывает возрастание температуры и, следовательно, большую интенсивность возникновения новых молекул перекиси. При достаточной концентрации активных перекисей скорость реакции окисления настолько возрастает, что появляется пламя. Между моментом достижения достаточной для воспламенения концентрации перекисей и самим воспламенением протекает некоторый интервал времени, в результате чего горючая смесь в момент появления пламени оказывается пересыщенной перекисями, почему реакция принимает чрезвычайно бурный характер, т. е. возникает детонация. Очевидно, что то горючее будет наиболее склонно к детонации, у которого возрастание скорости образования перекисей прл повышении температуры будет происходить наиболее интенсивно, так как в этом случае будет увели-чиваться возможность пересыщения смеси перекисями в момент воспламенения. Влияние перекисей на возникновение детонации в двигателе было показано Каллендаром экспериментально. Он испытывал влияние на работу двигателя добавляемых к топливу стойких (перекись бензоила) и нестойких (перекись ацетила, перекись метилэтилкетона и др.) перекисей и отметил различие в их влиянии. [c.354]

В литературе обсуждались модели горения смесевых ракетных топлив, в которых принималось, что горючее и окислитель газифицируются при различных температурах и процесс газификации не затруднен обратным процессом предполагалось также, что газовое пламя разложения частиц окислителя выделяет энергию, необходимую для газификации как горючего, так и окислителя В этих теориях принималось, что последующие реакции между горючим и окислителем пе влияют на скорость горения. [c.287]

Ламинарное пламя в гомогенных смесях имеет исключительно большое значение для теории горения, так как для этого типа пламени влияние химических факторов не затемняется процессами перемешивания исходных компонентов, а поле скоросте свежей смеси может быть весьма простым. [c.9]

Содержание остальных глав книги в меньшей степени определяется педагогическими соображениями. В главе 7 рассматриваются турбулентные пламена, что связано с их большим практическим значением. В главе 8 проводится краткий анализ классической задачи о воспламенении, использующий понятие о тепловых потерях. В главе 9 излагаются основы теории стабильного и нестабильного горения в ракетных двигателях твердого и жидкого топлива. В главе 10 приводится пример подробного теоретического анализа одной частной задачи горения (горения капли унитарного топлива), результаты сравниваются с экспериментом. Полученные в главах 3 и 10 результаты применяются в главе 2, где излагается теория горения распыленного топлива. Изложение ведется применительно к за- [c.36]

В работе Таккера [ ] представлена линейная теория, в которой учитывается статистическая суперпозиция волн бесконечно малой интенсивности, и принимается, что зависимостью скорости ламинарного пламени 8 от возмущений фронта пламени можно пренебречь. Из последнего предположения следует, что в данном случае оказывается верным результат, полученный Ландау, т. е. рассматриваемое Таккером ламинарное пламя неустойчиво по отношению ко всем возмущениям, и следовательно, возможность применения линейного анализа вызывает сомнения Однако это исследование демонстрирует [c.248]

Теория флогистона Шталя на первых порах встретила резкую критику. Особенно возражал против нее знаменитый голландский врач Герман Бургаве (1668-1738), который считал, что обычное горение и образование ржавчины не могут быть по сути дела одним и тем же явлением. Ведь горение сопровождается образованием пламени, а ржавление происходит без пламени. Сам Шталь объяснял это различие тем, что при горении веществ, подобных дереву, флогистон улетучивается настолько быстро, что нагревает окружающую среду и становится видным. При ржавлении флогистон улетучивается медленно, поэтому пламя не появляется. [c.75]

В теории атомно-абсорбционного метода анализа некоторые теоретические модели рассматриваются на примере элементов с высокой степенью атомизации в пламенах, в частности натрия [845, 1080]. Так, в работе [1080] дается обоснование атомно-абсорбционного метода определения концентрации вещества в пламени без применения стандартных растворов. При расчете концентрации свободных атомов в пламени рассматривают количество вещества, попадающее в пламя в виде аэрозоля, распределение атомов в рабочей зоне, скорость прохождения газов через поглощающий слой. Вычисленные значения величины поглощения света для натрия (меди и серебра) сравнены с экспериментальными. Экспериментальные данные исполь- [c.126]

В 1815 г. Г. Дэви занялся разработкой безопасной лампы для шахтеров. В те времена взрывы в шахтах были причиной гибели многих шахтеров. Он блестяще решил поставленную задачу, сконструировав безопасную лампу, пламя которой было окружено мелкоячеистой металлической сеткой. Г. Дэви — один из основоположников электрохимии. Он автор первой электрохимической теории, согласно которой между химическими свойст- [c.84]

Согласно теории Ландау [73], развитие неустойчивости горения газов должно наступать при числах Рейнольдса 1. Новейшие исследования устойчивости газовых пламен [184, 185] показали, что экспериментальные значения Re хорошо согласуются с теорией, если в качестве характерного размера принять средний размер ячеек, на которые разбивается неустойчивое пламя. Хотя фактические величины Re составляют (2—4)-10 , учет диссипативных эффектов, связанных с вязкостью газа, полностью устраняет противоречия между теорией и опытом. [c.208]

В свете современных представлений об устойчивости газового потока продуктов сгорания, оттекающих от возмущенной поверхности, возникновение спинового движения системы пламя — поверхность отражает предсказываемый теорией результат. Действительно, в рассматриваемом случае устойчивыми видами движения являются или вращающийся поток, или кольцевой вихрь. [c.245]

Таким образом, если рассмотреть в среднем плоское пламя, которое распространяется в неограниченном потоке, то лишь корреляция пульсаций давления и дивергенции скорости может обуславливать увеличение энергии турбулентности при горении. Следовательно, из теории, развитой в 6.5, вытекает, что именно эта корреляция характеризует роль неустойчивости пламени. [c.243]

Учитывая трудности, встречающиеся при разработке теории стационарного и нестационарного пламени (см. 4 главы 5.и пункт в 4 главы 7), Харт и Мак Клюр в работе ввели в рассмотрение феноменологические коэффициенты, учитывающие чувствительность скорости пламени к изменениям давления и температуры, предположив, что пламя является плоским, гомогенным и бесконечно тонким и располагается в газе на некотором расстоянии от поверхности конденсированной фазы. Они предположили также, что единственным процессом, который протекает в области между поверхностью пламени и поверх- [c.300]

Одно из наиболее распространенных пламен, получающихся при горении предварительно приготовленных смесей,— пламя бунзеновской горелки. В этой горелке смесь, образующаяся в результате смешения горючего газа с воздухом, горит во внутреннем конусе пламени Так как, однако, содержание кислорода в первоначальной смеси никогда (в условиях горелки Бунзена) не достигает значения, достаточного для полного сгорания, то продуктом реакции но внутреннем конусе бунзеновского пламени является газ, способный к дальнейшему окислению, которое осуществляется во внешнем конусе, Последний представляет собой обычное диффузиоюзое пламя, в котором за счет диффундирующего из окружающего пространства кислорода воздуха происходит догорание поступающего из внутреннего конуса газа. (О теории горелки Бунзена см. монографию Моста [55, гл. III..31 и [523].) [c.234]

Необходимо выяснить, может ли произойти детонация в промышленных условиях, если процесс будет инициироваться источником энергии низкого уровня, каковым является открытое пламя, зажигалка или электроискровой разряд 200 - 400 В. Согласно общей точке зрения, в таких условиях детонация наименее вероятна. Сошлемся на работу [Р1кааг,1984] "Анализ случаев аварий показал, что имевшиеся разрушения не соответствуют разруихениям, вызванным детонацией. Кроме того, согласно теориям развития процесса быстрых превращений облака, связывающим изменение давления со скоростью пламени,. ..давление порядка 0,03 МПа является достаточным, чтобы соответствовать разрушениям, наблюдавшимся в реальных случаях аварий, и может возникать при скорости пламени порядка 150 - 200 м/с. Итак, круг научных интересов постепенно переместился с вопросов, связанных с последствиями детонации, на исследование причин ускорения пламени и оценку длительности ударной волны..." [c.293]

Все проведенные исследования показали, что горение капель (даже мелких, диаметром 100—200 мкм) удовлетворяет зону Срезневского. Опытные точки в координатах = / (т) обычно достаточно хорошо укладываются вокруг прямой (рис. 11-3). Более того, в ряде случаев расчетные (по диффузионной теории) и опытные результаты оказываются близкими. На рис. 11-4 представлены опытные и расчетные значения константы К для капель этилового спирта в зависимости от концентрации кислорода в среде. Как видно, совпадение вполне удовлетворительно, хотя пламя у капли из-за подъемных сил несимметричное. [c.251]

Мондэн-Монваль и Канкэн [33] еще в 1931 г. выдвинули перекисную теорию возникновения холодных пламен. Они предположили, что во время периода индукции накапливаются органические перекиси до тех пор, пока их концентрация не достигнет критического значения. В этот момент происходит их распад, в результате которого выделяется тепло и наблюдается свечение. По мнению авторов, именно этот распад перекисей и воспринимается как холодное пламя. [c.167]

Другая, тоже иерекисная теория была сформулирована в работе Эгертона, Смита и Уббелодэ [38[. Эти авторы пришли к заключению, что во время периода индукции холодного пламени идет цепная реакция с образованием органических перекисей, не сопровождающаяся разветвлениями. Только в конце периода индукции, когда накапливается достаточное количество перекисей и создаются условия для разветвления ценей, реакция начинает самоускоряться и возникает холодное пламя. [c.167]

До сих пор нами рассматривался случай, когда реакция происходила в одной зоне на том или ином расстоянии от поверхности частицы. Однако при горении шариков перхлората аммония в атмосфере горючего газа (см. [231, 232]) имеются две зоны реакции. Вблизи поверхности шарика расположено кинетическое пламя продуктов разложения N1140104 (см. 10, 19), а дальше располагается диффузионное пламя. Закономерности такого горения являются сложными (см. 10,) и, конечно, не обязаны соответствовать простой диффузионной теории. Тем не менее для горения N1140104 в СдНв и N1 3 оказалось справедливым соотношение (41) [c.60]

Диффузионное пламя в узком смысле можно определить как квазистационарное, почти изобарическое пламя без предварительного перемешивания, в котором реакция протекает в основном в узкой зоне, которую можно приближенно считать поверхностью. В данной главе будут рассматриваться задачи, в которых оказывается справедливым такое определение диффузионного пламени. Метод Шваба — Зельдовича (глава 1, 4) дает удобную схему, в рамках которой могут быть рассмотрены эти задачи. Теория Шваба — Зельдовича обычно оказывается более пригодной для систем без предварительного перемешивания, чем для систем с предварительным перемешиванием, ввиду того, что, как будет показано, в случае диффузионных пламен знание скорости химической реакции часто оказывается несущественным. [c.62]

Еш е два фактора заслуживают того, чтобы быть здесь отмеченными, потому что они приводят к заметному расхождению между теорией и экспериментом. Во-первых, в зоне пламени, где температура выше, а плотность меньше, действуют выталкиваюш ие силы, которые деформируют пламя. Следовательно, предположение (1) 4 главы 1 оказывается не вполне справедливым. Во-вторых, течение в горелках рассматриваемого типа почти всегда характеризуется сильной крупномасштабной турбулентностью. Турбулентность вызывает расширение и быстрые флуктуации пламени, и таким образом приводит к качественному расхождению с развиваемой ламинарной теорией. Однако поскольку скорость турбулентного горения предварительно перемешанных газов обычно регулируется интенсивностью турбулентного перемешивания, полученные результаты можно с разумной точностью применить к средним характеристикам турбулентных систем, если заменить коэффициенты диффузии в ламинарном потоке коэффициентами турбулентной диффузии. Турбулентные пламена в потоках с предварительным перемешиванием подробно рассматриваются в главе 7. [c.72]

В этой главе мы рассмотрим ламинарные пламена (волны дефлаграции), определение которых было дано в главе 2. Будет более подробно исследован вопрос о структуре и скорости этих пламен. Основанием для более детального изложения теории ламинарного пламени служит тот факт, что проблема ламинарного пламени по крайней мере по двум причинам является центральной проблемой теории горения. Во-первых, это наиболее доступная из проблем горения, решение которых требует одновременного учета движения среды и химической кинетики во-вторых, знание основных представлений и результатов теории ламинарного пламени oкaзьfвaeт я существенным при исследовании многих других проблем горения. [c.135]

Определение поверхности турбулентного пламени при горении в закрытых системах часто оказывается затруднительным, потому что при высоком уровне турбулентности видимое пламя почти целиком заполняет клинообразную область за пламедержателем. Вол [ ] принял, что поверхностью пламени является передняя граница светящейся зоны, расположенная вверх по потоку, и при вычислении величины Зт разделил полный объемный расход набегающего потока на площадь этой поверхности. Скарлок и другие [32-34] приближенно учли расходимость линий тока вверх по потоку от зоны пламени вследствие изменения плотности в зоне горения. Результаты всех этих исследований показывают, что скорости турбулентного горения в трубах значительно больше скоростей турбулентного горения в открытых системах, а также больше скоростей, предсказываемых любыми теориями турбулентного горения. Хотя предполагалось, что увеличение скорости турбулентного горения в закрытых системах может быть связано с турбулентностью, возникающей в областях с большими градиентами скорости прямые эксперименты которые будут рассмотрены [c.232]

При абсолютно строгом исследовании гидродинамической устойчивости ламинарного пламени следует отбросить приближенное представление о пламени как о разрыве и рассматривать распространение возмущений в реакционной зоне. Такие исследования отличаются от исследований, основанных на рассмотрении модели искривленного ламинарного пламени, но будут здесь упомянуты с той целью, чтобы указать, какое место среди других исследований занимают работы Ландау и Маркштейна. Ричардсон [ 1 впервые исследовал устойчивость пламени, рассмотрев распространение возмущений в зоне пламени затем вопрос в такой постановке изучался рядом других исследователей в работах [м-99,99а] большей части этих работ, в отличие от исследований искривленных пламен, развивается теория одномерного пламени, поэтому в рассмотрение не входит длина волны возмущения. Некоторые из авторов пришли к выводу [93,94,98,99,99а] о адиабатические ламинарные пламена абсолютно устойчивы по отношению к возмущениям рассматриваемого типа, т. е. структура пламени оказывает стабилизирующее влияние, что полностью противоположно результату Ландау. Другие исследователи нашли, что у пламеп есть области [c.245]

Исследования искривленных ламинарных пламен, по-видимому, связаны с исследованием пределов воспламенения, которое составляет содержание следующей главы. В пользу этого предположения свидетельствует, например, тот факт, что ячеистые пламена наблюдаются только вблизи предела воспламенения ). Многие из упомянутых выше теорий (нанример, теории, развитые в работах [95-99]) фактически-были разработаны специально для предсказания пределов воспламенения. Например, Розен [ з-э ] предполагал, что неустойчивость приводит к тому, что пламя гаспет вместо того, чтобы образовать новую, неплоскую, возможно турбулентную, устойчивую конфигурацию. Хотя трудно привести строгие доводы против этой точки зрения, тем не мепее это исследование не привело к объяснению наблюдаемых пределов воспламенения. Гораздо более плодотворной оказалась теория, излагаемая в следующей главе, согласно которой пределы воспламенения связаны с тепловыми потерями. [c.247]

ОТ скоростей диффузии газообразного горючего п окислителя к конусообразной поверхности пламени над газовыми гранулами горючего (см. также работу [ ]). Детально разработанная, поддающаяся строгому анализу модель с диффузионным пламенем, в которой пламя располагалось над чередующимися слоями горючего и окислителя, была предложена и проанализирована Нахбаром [ ]. В этой модели приняты во внимание процессы на поверхностях горючего и окислителя, учтено различие средних высот и средних температур пламени над горючим и окислителем, различие в толщине слоев окислителя и горючего, а также отличие состава твердого топлива от стехиометри-ческого. Хотя выводы этой теории находятся в приблизительном соответствии с экстраполированной экспериментальной зависимостью скорости горения от размера частиц окислителя, наиболее существенным возражением против диффузионного механизма горения в данном случае является то, что он всегда предсказывает независимость скорости горения от давления (см. главу 3). Чтобы в этой модели получить наблюдаемую зависимость скорости горения от давления, необходимо ввести в рассмотрение либо экзотермическое гомогенное газовое пламя либо пламя разложения, примыкающее к поверхности одного из конденсированных реагентов, либо учесть процесс горения смеси горючего и окислителя в потоке после смешения. [c.288]

Чтобы дать более точный анализ экспериментов, подобных тем, о которых говорится в работе [ ], необходимо рассмотреть одновременно две реакции, одна из которых гомогенная, а другая аналогична реакции, которая протекает в диффузионном пламени. Если две реакционные зоны четко отделены друг от друга в пространстве, то, комбинируя простые теории, в которых пламя рассматривается как поверхность, изложенные в 3 этой главы и в главе 3, нетрудно рассчитать скорость горения и соответствующие распределения параметров. В работе [ ] приводятся результаты исследования, которое основано на предположениях такого типа (в некоторых отношениях усовершенствованных). Однако в случаях, когда реакционные зоны перекрываются, простые теории становятся неточными и появляется необходимость в разработке универсального метода, который позволил бы рассм отт реть одновременно как гомогенное, так и диффузионное пламя, хотя при этом придется отказаться от многих преимуществ теории Шваба — Зельдовича для систем без [c.327]

Эксперименты [156, 170] выявили важную роль реакций в коденсированной фазе. Германе [72] предложил и детально разработал статистическую модель, позволяюш ую определить зависимость скорости горения от давления. В модели учитываются гетерогенность структуры поверхности СТТ и тепловыделение на поверхности или под ней. Основными допущениями, которые легли в основу теории, являются определяющая реакция на поверхности раздела ПХА — связующее и плоское одиночное пламя в подготовленной газовой смеси. Модель позволяет прогнозировать 1) связь между скоростью горения и давлением, согласующуюся с экспериментальными данными, [c.70]

Теория дает критерий устойчивости, но не может предсказать детали процесса вблизи критического давления. Опыты показали, что если при нормальном горении поверхность жидкости в пределах разрешения фотозаписи гладкая, то в околокритическОй области картина горения существенно иная. При достижении некоторой скорости горения поверхность ЖВВ начинает искажаться. Она воспроизводится на фоторегистрациях размытой волнистой линией пламя временами с большой скоростью приближается и вновь отбрасывается, или приходит во вращение скорость горения резко возрастает, горение Становится неравномерным. При повышении давления размытие поверхности уменьшается, уменьшается размер неровностей. Скоростная киносъемка показывает, что процесс возникновения пульсаций пла.менй начинается именно с возмущения поверхности жидкости. На ое новании наблюдений за каплями ЖВВ, движущимися с поверхности в зону пламени, в работе [177] был сделан вывод о том, что турбулизация газового потока начинается с поверхности. На рис. 103 показаны кадры скоростной киносъемки неустойчивого горения нитрогликоля в сосуде с прямоугольным сечением 10 X X 2 мм . Жидкость как бы перекачивается из стороны в сторону, а по ее поверхности пробегает волна возмущения меньших размеров. Период основной формы колебания —0,2 сек. Вскоре после воспламенения наблюдались первая и вторая гармоники так1р колебаний. Ширина полосы, соответствующей поверхности жидкости, меняется, что указывает на колебания поверхности в раправ-лении меньшего размера сосуда. На рис. 104, а видны три полуволны, образовавшиеся при горении нитрогликоля в сосуде прямоугольного сечения, а на рис. 104, б приведен кинокадр, покат-зывающий форму поверхности, характерную для горения жидкой [c.229]

Чтобы найти функцию Ф( 3), рассмотрим нестационарные крупномасштабные возмущения с масштабами порядка 5 и более. Как уже указывалось, при описании таких возмущений пламя допустимо считать тонким. Поэтому можно воспользоваться линейной теорией устойчивости, предполагая, что нелинейные эффекты дают малую поправку. Используем также ряд феноменологических соображений, развитых Зельдовичем [19661, в работе которого получено уравнение, описывающее развитие дискретного возмущения на фронте пламени. В данном случае предстоит только учесть, что существует непрерывный спектр возмущений. Напомним, что вклад в скорость горения возмущений с масштабом порядка / описывается величиной Ъиф1Ы, Чтобы из этой величины получить геометрические характеристики пламени, ее следует разделить на т.е. необходимо рассмотреть величину к = 3i//3/, которая, очевидно, характеризует амплитуду возмущений с размером /. Выведем теперь феноменологическое уравнение для величины к. [c.238]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология