Пламя в турбулентность

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]

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]

Однако стабильное пламя можно сохранить и при большой интенсивности работы горелки (турбулентное движение потока горючей смеси). В этих целях могут быть использованы различные технические приемы (рис. П-И, д — к). Так, при не аэродинамической форме горелки значительно тормозится поток (рис. П-11, д), вследствие чего образуется зона спокойного горения смеси с размещением пламенп по ее краям (обратный конус). Другой, более часто используемый прием — созданпе стабильного пламени во вторичном потоке у края горелки (рис. П-11, е) или в ее центре (рис. П-11, ж). Применяют его, например, при установлении метанокислородного пламени в реакторе для парциального окисления метана в ацетилен. В этом случае параллельно с метано-кислородной смесью, поступающей по осп горелки, подается кислород — скорость горения увеличивается, а скорость потока в зоне пламени становится умеренной. Возможно также введение кислорода перпендикулярно оси горелки с образованием диффузионного пилотного пламени, являющегося стабилизатором. [c.88]

Кинетические и диффузионные пламена. Сжигание жидких углеводородов осуществляется с обязательным предшествующим испарением и, следовательно, с образованием диффузионного пламени, которое по своему характеру может быть турбулентным и светящимся, а сжигание газообразных углеводородов может осуществляться в двух совершенно отличных друг от друга типах горелочных устройств. При сжигании с предварительным смешением в устройствах осуществляется предварительная (до воспламенения) подготовка смеси первичного воздуха с топливным газом. Степень перемешивания различна от нескольких процентов до 100 % сте-хиометрической смеси. Диффузионное горение возникает при взаимодействии струи газа с окружающей атмосферой, когда весь необходимый воздух поступает непосредственно во фронт горения пламени до перемешивания с газом. Горючие газы и кислород должны диффундировать в противоположных направлениях из зоны горения и в нее. Вполне понятно, что устойчивость такого пламени будет тем выше, чем дольше сохраняется неизменным соотношение газ—окислитель, а сжигание в нем тем полнее, чем больше в топливе легких углеводородов (в этом случае необходимое соотношение газ—воздух достигается быстрее и легче, чем при сжигании углеводородов с более сложными и тяжелыми молекулами). На практике в атмосферном воздухе по этой схеме могут сжигаться только водород и метан. Во всех других случаях, если не осуществлять предварительной подготовки, будут наблюдаться интенсивная турбулентность в пламени, шум и неполное горение с образованием углерода. [c.100]

Нормальное гомогенное горение подразделяется на ламинарное и турбулентное. Ламинарное пламя обладает определенной скоростью перемещения относительно неподвижного газа, которая зависит от состава смеси, давления и температуры. Эта нормальная скорость является физико-химической константой смеси. [c.34]

На рис. 30.20 приведена принципиальная схема пламенного спектрофотометра. Одной из основных частей пламенного фотометра или спектрофотометра являются распылители и горелки. В пламенной фотометрии применяют горелки двух типов нераспыляющие (ламинарные) и распыляющие (турбулентные). Нераспыляющие горелки имеют внешнюю распылительную систему. Образуемые в ней аэрозоли вместе с газом-окислителем подаются в конденсационную камеру — смеситель, где смешиваются с горючим газом и затем попадают в пламя горелки. В комбинированных горелках-распылителях окислителя применяют кислород. Для стабилизации режима горения таких горелок необходимо увеличивать скорость истечения газов из сопла горелки, что делает поток газов турбулентным. В горелках такого типа анализируемый раствор втягивается газом-окислителем в капилляр и затем распыляется в реакционную зону пламени. Существенной частью нераспыляющих горелок являются их наконечники с тонкой защитной сеткой или щелевые, обеспечивающие равномерное горение пламени без проскока его в корпус горелки. [c.695]

Несмотря на то, что камера сгорания имеет сечение намного большее, чем общее сечение горелок, нельзя обеспечить пламя в виде равных полос, перпендикулярных к потоку газа. В зависимости от условий движения потока и шероховатости стенок горелок пламя имеет различную степень неровности (образуются складки , так что поверхность фронта пламени почти в 30 раз больше, чем поверхность ровного пламени). Таким образом, при этом типе горелки фронт пламени утолщен и не имеет определенной геометрической формы, как в горелке Бунзена. Вследствие большой турбулентности обмен энергией между реакционными и несгоревшими газами несколько увеличен, а следовательно, увеличенной будет и скорость пламени. [c.94]

Неполное сгорание в открытом пространстве взвеси угля отлагаются на металлических (более холодных) поверхностях, внесенных в пламя Неполное сгорание в закрытом пространстве, в хорошо контролируемых условиях смешения компонентов при максимальной турбулентности Неполное сгорание в закрытом пространстве при небольшой турбулентности Эндотермическое разложение в закрытом пространстве без доступа воздуха [c.126]

Имеющуюся пробу (чаще всего в виде жидкости, раствора) вводят в пламя в виде аэрозоля, используя для распыления газ — окислитель. Если пламя ламинарное, то установка состоит из распылителя, смесителя (для смешивания горючего газа и окислителя) и горелки (непрямое распыление). В случае турбулентного пламени распылитель и горелка составляют одно целое (прямое распыление). В зависимости от соотношения горючий газ/окислитель интенсивность излучения пламени проходит через максимум, который необходимо определять в предварительном опыте. Пламя характеризуется особенно высокой стабильностью возбуждения. [c.187]

Кроме чисто кинетических свойств системы, идеальная структура пламени, отображаемая схемой Бурке и Шумана, часто оказывается нарушенной и другими процессами, не учтенными в этой схеме, Чаще всего усложнение возникает в результате турбулизации газовых потоков Такие пламена называются турбулентными. [c.231]

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]

Пламя воспламенившегося топлива распространяется с различной скоростью. На скорость распространения пламени, кроме природы горючего, оказывают влияние такие факторы, как соотношение горючего и воздуха, предварительный нагрев газовоздушной смеси, характер потока смеси (ламинарный, турбулентный или переходный), каталитическое влияние стенок топочного пространства и другие факторы. [c.51]

В турбулентном пламени, как уже указывалось выше, часто такое положение пламени вблизи горелки не наблюдается. Наоборот, здесь существуют лишь локальные области, в которых максимальная скорость распространения пламени может превышать скорость поступления смеси поэтому точка, в которой находится пламя, также перемещается по мере перемещения этих локальных областей малой скорости в турбулентном потоке. Это наглядно видно из скоростных снимков пламени, например, опубликованных в литературе [44]. Кроме того, во всех случаях фронты пламени должны перемещаться в турбулентной смеси с максимальной скоростью распространения пламени предварительно приготовленной смеси, что ведет к вытягиванию и растеканию пламени. Если пламя уже не находит достаточно больших областей, в которых оно может поглощать поступающий поток и не гаснуть, то произойдет его погасание, если только оно не будет поддерживаться при помощи пилотной горелки или других источников энергии. [c.328]

Горелка (рпс. П-23) представляет собой кварцевую трубу с закрытым концом, который имеет многочисленные наклонные отверстия для подачи хлора, движуш егося турбулентно. Снаружи этой трубы циркулирует водород. Для предупреждения возврата пламени имеются проволочные сита. Газы горят, образуя пламя в отверстии наружной трубы. [c.98]

Газовое пламя. Газовое пламя является источником наиболее низкой энергии возбуждения. Устойчивое горение пламени возможно только при равных скорости подачи газовой смеси и скорости горения. Поэтому следует работать на быстро сгорающих газовых смесях при высоких скоростях их подачи, обеспечивающих турбулентный характер пламени. Сведения о наиболее часто используемых в настоящее время видах пламени приведены в табл. 5.4. [c.187]

Сжигание топливного газа с большим содержанием водорода, например, водородсодержащего газа с установок каталитического риформинга, имеет свои особенности. Взрывоопасная смесь водорода с воздухом образуется, если содержание последнего составляет 15%, в то время, как для углеводородов такая смесь образуется при содержании воздуха 40%. Скорость горения водорода в 2—5 раз выше скорости горения углеводородных газов. Поэтому скорость подачи водородовоздушной смеси в камеру сгорания должна быть минимум в 2 раза большей, чем для этих газов. Горелки, с помощью которых газ смешивается в камере сгорания, создают нестабильное пламя вследствие недостаточной турбулнзации потока воздуха и водо-родсодержащего газа, поскольку количество инжектируемого воздуха недостаточно. Стабильное горение водородсодержащего газа достигается ири интенсивном турбулентном перемешивании его с достаточным количеством воздуха. [c.103]

Количество подсасываемого первичного воздуха оказывает влияние на качество пламени недостаток его приводит к образованию мягкого светящегося диффузионного пламени высокая степень подсоса вызывает шум, повышает масштаб турбулентности, делает пламя более острым и жестким. Расход газа варьируется в весьма широких пределах, что позволяет изменять длину пламени. Для большинства газов диапазон регулируемости (особенно для модифицированных горелок Бунзена) может меняться от 10 до 15. [c.102]

Диффузионное пламя в самом широком смысле слова можно определить как пламя, в котором горючее и окислитель первоначально находились в неперемешанном состоянии. Это определение охватывает широкий круг процессов, таких, как горение нефти в лотке на открытом воздухе, горение алюминиевой пластинки в сверхзвуковом воздушном потоке, горение свечи, лесной пожар и горение капли топлива в кислороде в ракетном двигателе. Сюда относятся процессы, включающие нестационарные течения, течения с высокой скоростью и сильно турбулентные течения. Поэтому нет смысла пытаться рассмотреть все эти процессы с единой точки зрения. [c.62]

Пламя водородно-кислородное, турбулентное скорость испарения 2 см водного раствора в минуту. [c.382]

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]

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]

Все, что обеспечивает более быстрое и полное взаимодействие воздуха с топливом, ведет к уменьшению дымообразования. К этому выводу приводит изучение образования и уничтожения копоти в пламени бунзеновской горелки [104], в которой мелко дисперсная копоть лучше сгорает. Дополнительная подача воздуха мало действует на маленькое пламя и оказывает значительное влияние на сильное. Бутан при горении дает большое коптящее нламя, если поток газов струйный, но нужное пламя может быть получено нри увеличении аэрации, достигаемой при подаче газов в турбулентном потоке. [c.482]

ТУРБУЛЕНТНЫЕ ДИФФУЗИОННЫЕ ПЛАМЕНА [c.296]

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]

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]

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]

Таким образом, бензин в карбюраторе распыливается, частично испаряется, смешивается с воздухом, и образовавшаяся смесь по впускному трубопроводу направляется в цилиндры двигателя. Здесь в тактах впуска и сжатия происходят окончательное испарение и смешение бензина с воздухом. В конце такта сжатия топливовоздушная смесь вo плa vleняeт я электрической искрой. Образовавшийся очаг горения постепенно превращается в турбулентное пламя, распространяющееся по всему объему камеры сгорания. [c.15]

По ряду причин турбулентные пламена очень редко иримеия-ются в атомно-абсорбционной спектрометрни, поэтому подробно на них останавливаться не будем. Следует лишь отметить, что, несмотря па то что почти распыляемой пробы достигает [c.150]

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]

В СССР выпускают более 20 марок сажи, которые классифицируют по способу производствл по составу сырья по удельной поверхности по степени структурности. Для производства резины выпускают сажу следующих марок ДГ-100, ТМ-70, ТМ-50, ТГМ-33, ТГМ-30, ТМ-15, ТбГ-10, ПМ-75 и др. Первые буквы означают способ производства Д — диффузионное пламя, Т — турбулентное пламя, П — печная, Те — термическое разложение без доступа воздуха. Последующие буквы указывают на сырье Г — газовое, —масляное, ГМ — смесь газового и масляного. Цифры [c.396]

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]

Поскольку в прямоточной горелке вся распыляемая проба достигает пламени, то, по крайней мере, теоретически эффективность горелки может быть предельно высокой. Однако в действительности многие капельки относительно крупных размеров покидают пламя, не успев полностью десольватироваться. Турбулентность пламени делает аналитический сигнал нестабильным как при наблюдении эмиссии, так и при наблюдении абсорбции. [c.148]

Рпс. 1. Ламинарное (а, 6) п турбулентное (в, г) пламя в стехиометрн-ческой смеси природного газа с воздухом [50] [c.7]

Пламя в гомогенной смеси (ламинарное и турбулентное) представляет значительный практический иш-ерес в связи с вопросами безопасности работ в угольных шахтах, а также эксплуатации всевозможных емкостей и магистралей, заполненных горючим газом и летучей жидкостью в связи с исследованием работы некоторых типов газовых горелок и т. д. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология