Пламя в за плохообтекаемыми тела

Сделанный вывод косвенно подтверждается опытами, в которых исследовались условия срыва пламени в следе за плохообтекаемыми телами. Прежде чем проанализировать результаты таких опытов, найдем критерий срыва пламени. Хорошо известно, что стабилизация пламени определяется процессами, происходящими в зоне обратных токов. Характерный линейный масштаб этой зоны пропорционален поперечному размеру плохообтекаемого тела а. Тогда из проведенных выше рассуждений следует, что в зоне обратных токов пламя может существовать лишь при условии К(йГ) 1. Поскольку интегральный масштаб турбулентности I пропорционален с1у то [c.252]

В большинстве исследований стабилизации пламени в высокоскоростных потоках рассматривается процесс на стабилизаторах, изготовленных в виде тел плохообтекаемой формы или полых конфигураций. В тех случаях, когда использовалось пилотное (вспомогательное) пламя, оно обычно связывалось с плохообтекаемыми стабилизаторами и зависело от создаваемой ими зоны рециркуляции. Пределы устойчивости пламен, стабилизированных вспомогательными пламенами, выражались в виде зависимости от количества тепла, отдаваемого вспомогательным пламенем в систему. [c.71]

С точки зрения рещения основных задач прежде всего необходимо попытаться выяснить а) каким образом пламя стабилизируется в следе тела плохообтекаемой формы в стационарных условиях б) как пламя выбирает свое равновесное положение и в) какую роль в процессе стабилизации пламени играют [c.170]

Рассмотрим теперь условия, при которых пламя локализуется у следа тела плохообтекаемой формы. Здесь необходимо различать два основных момента. Во-первых, горячие газы являются продуктами сгоревшей смеси, которые возвращаются в стабилизирующую зону рециркуляционным потоком в следе, термодинамическое состояние которого неизвестно. Во-вторых, циркулирующие горячие газы представляют собой не бесконечный тепловой источник или резервуар, а инертный (хотя и горячий) газ конечной массы, не способный самостоятельно генерировать тепло. Масса циркулирующего газа рассматривается [c.172]

Если только скорость пламени является мерой реакционной способности, играющей существенную роль в процессе стабилизации телом плохообтекаемой формы, то пламена двух топлив должны срываться (на одной и той же установке и при одинаковых рабочих условиях) при таких коэффициентах избытка топлива, при которых их ламинарные скорости распространения будут между собой равны. В табл. 2 приводятся коэффициенты избытка исследованных здесь топлив, вычисленные путем связывания скорости ламинарного пламени изучаемого топлива со скоростью ламинарного пламени стандартного топлива. Эти расчетные коэффициенты избытка топлива весьма приближенны. О скоростях ламинарного пламени для этих топлив при начальной температуре смеси 400° К и при таких бедных коэффициентах избытка топлива, которые соответствуют срыву пламени со стабилизатора, опубликовано совсем немного данных. Поэтому приводимые в таблицах значения обычно получают экстраполяцией данных различных источников. Мы полагаем, что ошибки такой экстраполяции более существенны, чем ошибки измерений скоростей пламени в установках разного типа, выполненных различными авторами. [c.254]

Стабилизацию пламени в высокоскоростных потоках воздуха, содержащего пары и капли топлива, можно осуществить, используя стабилизатор в виде тела плохообтекаемой формы. Такой стабилизатор создает в примыкающем к нему пространстве вихревую зону с низкой скоростью, в которой может образоваться вспомогательное пламя, поджигающее горючую смесь в основном потоке. В настоящее время нет еще общей теории пламени, стабилизированного телом плохообтекаемой формы, хотя механизм стабилизации в высокоскоростном потоке однородной топливо-воздушной смеси достаточно подробно рассмотрен [1—4]. Стабилизация пламени в высокоскоростном потоке распыленного топлива значительно меньше изучена вследствие сложности происходящих процессов. Кроме того, изучение этого вопроса на горелках простой формы, дающее некоторые фундаментальные сведения такого же характера, как и изучение стабилизации пламени в однородных топливо-воздушных смесях, было недостаточно полным. В настоящей работе излагаются [c.285]

Другой метод создания такой рециркуляции предложил Сполдинг. Согласно этому методу, тороидальная вихревая зона создается в результате взаимодействия основного потока и нормально направленной к нему струи. Этот метод имеет преимущества он отличается простотой осуществления и легкостью контроля и не требует введения в поток твердого тела плохообтекаемой формы. Стабилизирующей струей может быть воздух или горючая смесь. Таким образом, создается возможность контролировать температуру и состав в зоне рециркуляции независимо от состава в основном потоке. Добавление топлива в стабилизирующую струю улучшает устойчивость пламен бедных смесей, так как в результате этого в вихревой зоне образуется более богатая топливом смесь и, следовательно, пламя становится [c.356]

Рассмотрим теперь случай, когда характерный размер области, занятой продуктами сгорания, ограничен. В качестве примеров приведем горение в следе за плохообтекаемым телом или уже рассмотренную в 6.2, 6.3 однородную деформацию плоского слоя продуктов сгорания. Из проведенных выше рассуждений следует, что поверхность пламени также описывается непрерывной функцией. Однако само пламя существует не при всех условиях. Например, при достаточно большой скорости набегающего потока пламя срывается с шюхообтекаемого тела, а при достаточно большом градиенте скорости плоский слой продуктов сгорания не существует. [c.250]

Следует указать, что описанная выше упрощенная модель воспроизводит только одну из существенных стабилизационных характеристик плохообтекаемого тела. Из-за сложности этой задачи и важности других существенных характеристик нельзя ожидать, что эта упрощенная модель сможет предсказать характеристики стабилизатора во всех возможных условиях. Вполне вероятно, что иногда определяющим фактором может оказаться поддержание зоны рециркуляции в условиях, необходимых для последующего зажигания входящей горючей смеси. В этом случае, согласно модели, воспроизводящей интенсивное смешение, а также процессы горения, можно соответствующим образом предсказывать характеристики, как об этом свидетельствуют работы Лонгвелла [7], Маллинса [8] и Сполдинга [9]. Однако этот конкретный механизм не обеспечивает сходства внешнего вида пламени с тем, которое реально распространяется в камере сгорания. Таким образом, возможно, что в некоторых случаях наблюдалось только устойчивое, но не распространяющееся остаточное пламя. Следовательно, чтобы количественно и полностью предсказать стабилизационные характеристики плохообтекаемых тел, необходимо подробно изучить упрощен- [c.92]

Рис. 7 иллюстрирует использование концепции растяжения пламени применительно к этому типу экспериментов. Вблизи плохообтекаемого тела имеется линия тока, на которой скорость газа равна скорости распространения пламени 8и, так что волна горения может здесь удерживаться. Далее волна распространяется в поле увеличиваюш,ихся скоростей по направлению к главному потоку. Расстояние от точки, где скорость потока равна 8гц ДО точки, где скорость равна скорости главного потока 17. обозначено у. При растяжении, необходимом для преодоления этого градиента скорости, фронт пламени черпает тепло из турбулентного следа, в котором поддерживается адиабатическая техлше-ратура пламени. След, таким образом, функционирует как пилотное пламя. Пока элемент волны близок к следу, его тепловой баланс поддерживается, и разрыва не происходит. Когда элемент продвигается до точки, где он больше не может черпать энергию от рециркулирующих продуктов горения предыдущего элемента волны, он оказывается предоставленным самому себе . Если растяжение превзойдет критическое, произойдет разрыв. Вблизи условий срыва для поддержания зарождающегося пламени необходима полная длина пилотного пламени. Поэтому время т равно обоим отношениям у/Зи и Ь/ 11. Расстояние у может быть опре делено но критическому значению числа Карловитца, которое, [c.596]

Затененные секторы между воздушными струями, в которые подается газ, представляют собой не что иное, как плохообтекаемые тела, в следе за которыми образуются вихревые зоны со стабилизирующим противотоком. Поэтому, как показали исследования [2], пламя в таких секторах держится вполне устойчиво лри скоростях воздушного потока вплоть до 100—120 м1сек. [c.331]

Сгорание прн частичном смешении и массообмене между фазами. На рис. 4-16,б и г показаны пламена, стабилизированные на плохообтекаемом теле, поверхность которого смочена испаряющимся жидким топливом. В этом случае расход топлива не может быть npoHSBOvibHbiM, а зависит от скорости потока воздуха. Методика приближенного расчета параметра переноса изложена па стр. 178. [c.283]

При разработке камер сгорания высокой производительности возникает задача стабилизации иламени внутри камеры, в которой горючая смесь движется с большой скоростью. Поскольку скорость смеси обычно во много раз превышает скорость пламени, необходимо устройство для надежной фиксации зоны горения в пределах требуемого объема. Эта задача обычно решается путем создания относительно спокойной (застойной) области, в которой может существовать вспомогательное пламя, являющееся постоянным источником зажигания движущихся с большой скоростью газов. Для камер сгорания прямоточных воздушно-реактивных двигателей эта задача решается введением в поток тел плохообтекаемой формы, в следе которых образуются зоны малых скоростей, где может существовать вспомогательное пламя. [c.150]

Экспериментальными исследованиями, предпринятыми с целью установления характера потоков вокруг тел плохообтекаемой формы, на которых удерживалось устойчивое пламя, не удалось раскрыть полную картину течения. Лонгвелл [6], Николсон и Филд [8] установили, что в следе непосредственно за стабили- [c.195]

В последние годы большое внимание уделяется изучению стабилизации пламени наряду с этим уменьшается количество работ по исследованию собственно процесса горения. Обычно пламена предварительно перемешанных смесей в высокоскоростных турбулентных потоках стабилизируются с помопдью тел плохообтекаемой формы, которые действуют как стабилизаторы. (Стабилизация пламени в пограничном слое в данном обзоре не рассматривается.) В последнее время в технической литературе появились работы, посвященные двум другим методам стабилизации пламени метод стабилизации газовыми струями [1, 2] и метод стабилизации посредством уступов в стенках канала [3], в котором протекает горючая смесь. Анализ метода стабилизации пламени телами плохообтекаемой формы сделан Жукоским и Марблом [4]. Темой обзорной статьи Пеннера и Уильямса [5] является сравнительное изучение упомянутых выше методов. Гровер, Кеслер и Скарлок [6] изучали одну из модификаций методов стабилизации пламени — стабилизацию вращающимися стабилизаторами. [c.315]

Температура в области, непосредственно примыкающей к критической зоне, измерялась [15] методом обращения спектральной Д-линии натрия.Установлено, что температура в конечной области сохраняется одной и той же. Эти измерения показали также, что температура в этой зоне изменяется в зависимости от коэффициента избытка топлива в основном потоке и от скорости его течения. В частности, температура в критической зоне быстро уменьшается, когда скорость основного потока возрастает. С другой стороны, Жукоский и Марбл [4], изучая стабилизацию пламени телами плохообтекаемой формы, установили, что температура в зоне рециркуляции сохраняется постоянной независимо от изменения скорости. На основании этого они сделали вывод, что в зоне рециркуляции горение является полным. Поскольку в нашем механизме справедливым оказывается противоположное, мы считаем, что горение в критической зоне не является полным и должно завершаться в каком-либо другом месте. В силу этого необходимы дальнейшие исследования процессов перемешивания, так как иначе нельзя будет выяснить истинную картину рассматриваемого механизма. Хотя критическая зона имеет чрезвычайно важное значение, она не является единственным определяющим фактором. Если бы это было так, то инертные газы не стабилизировали бы пламя. Поэтому мы должны учитывать процесс горения, протекающий в зоне смешения. [c.329]

Обычно за стабилизаторами, применяемыми в камерах сгорания, в которых сжигаются предварительно перемешанные газообразные смеси, образуются зоны рециркуляции в следе тела плохообтекаемой формы. В вихревой зоне аксиальная скорость в направлении потока значительно снижается, и в этой зоне происходит горение, поддерживаемое процессом массообмена через ее границу и имеющее практически гомогенный характер. Из этой зоны при благоприятных условиях распространяется турбулентное пламя, в котором сгорает остаток горючей смеси. Вместо использования тела плохообтекаемой формы зону рециркуляции можно создать, изменяя соответствующим образом направление движения части или всего потока на пходе в камеру сгорания. Обзор литературы по стабилизации пламени телами различных форм произведен Лонгвеллом [1]. В обычных камерах сгорания газовых турбин для стабилизации часто используется рециркуляция, создаваемая путем введения воздуха в первичную зону. Обсуждение высокоинтенсивных топок с рециркуляцией такого типа можно найти в работе Кларка [2]. [c.356]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология