Пламя структура

Ламинарные пламена, которые получаются при спокойном истечении газов, имеют большее распространение в аналитической практике, поэтому остановимся на их. Пламя имеет сложную структуру (рис. 3.21а). Различают три зоны внутренний конус (/), промежуточную зону (2) и внешний конус (3). Поверз ность внутреннего конуса определяется положением фронта горения. Установлено, что стабильное пламя получается при соотношении скоростей истечения газов и горения 1 (2—3). Внутренний конус полый. В-тонком слое толщиной несколько десятых-сотых миллиметра происходит неполное сгорание смеси. Химические реакции, которые протекают в этом слое, являются [c.55]

Основными характеристиками пламени являются его температура и состав. Чаще всего применяют горючие смеси, предварительно смешанные с окислителем, например кислородом воздуха, горящие в ламинарном режиме. В этом случае фронт пламени поддерживается над срезом горелки быстрым потоком газа. Фронт пламени — это зона, в которой бурно протекают химические реакции. Ламинарное пламя имеет сложную структуру и состоит из нескольких зон. Во внутренней зоне происходят первичные реакции сгорания горючей смеси с образованием различных радикалов (молекул), например С , Сз, ОН, СН и др. Верхняя часть этой зоны имеет вид ярко светящегося конуса. В реагирующих газах нет термодинамического равновесия. Аналитическое значение имеет внешний конус пламени, где происходят реакции полного сгорания образующихся во внутреннем конусе радикалов в кислороде воздуха, диффундирующего из окружающей атмосферы. Этот конус слабо окрашен и практически не имеет собственного фона в видимой области спектра. [c.11]

В большинстве исследований турбулентных пламен рассматривались пламена, развивающиеся вдоль вертикальных или наклонных поверхностей, и осесимметричные пламена, причем всегда в условиях неподвижной среды. Проведено много экспериментальных исследований, в ходе которых измерялись скорости горения, средние скорости и температуры. В качестве примеров можно привести работы [8, 23, 91]. Результаты расчетов, проведенных в этих работах интегральным методом, удовлетворительно согласовались с данными измерения скорости горения и плотности теплового потока на стенке в области факела. В работах [49, 90] применялась (й — е — g-)-модель турбулентности (см. гл. 11). Решение, полученное в первой из них, позволяет довольно точно определить структуру пламени и скорости горения. Однако остаются неопределенности при расчете как характеристик турбулентности, так и теплового излучения. [c.414]

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]

Так, хорошая горючесть при постепенном плавлении и характерный парафиновый запах характериз)аот полиолефины при горении полиэтилена и полипропилена образуется воскоподобная масса. Сильно коптящее пламя характеризует ароматические структуры, а запах горящего рога - азотсодержащее соединение. Относительно легко установить наличие поливинилхлорида (ПВХ), в этом случае наблюдается устойчивый запах соляной кислоты, проба горит очень плохо, поверхность закопчена, при выносе из пламени затухает. На присутствие поликарбоната во многих случаях указывает типичный фенольный запах. Политетрафторэтилен разлагается с образованием обугленного остатка, целлюлоза горит аналогично бумаге или дереву. [c.35]

При постоянном составе горючей смеси и постоянстве скорости ее выхода из отверстий горелки подачи пламя имеет четко выраженную стабильную структуру. Это объясняется тем, что скорость выхода горючей смеси уравновешивается скоростью движения фронта пламени, перемещающегося навстречу. Получаемая в результате устойчивая плазма обуславливает хорошую воспроизводимость для пламеннофотометрических определений обычно 2—4%, а иногда 0,5—1,0%- В табл. 1.2 приведены примеры наиболее широко применяемых на практике горючих смесей и средние температуры их пламен. [c.36]

При типичных значениях Я, с,,, р,, и у,, 50 см/сек формула (4) дает б 10 см. следовательно, толщина б велика сравнительно со средней длиной свободного пробега ( 10- - см) и для описания структуры пламени можно пользоваться уравнениями механики сплошной среды. С другой стороны, толщина б мала сравнительно с характерными размерами экспериментальной аппаратуры (например, диаметром устья горелки и, следовательно, кривизной конуса пламени в экспериментах с горелками Бунзена), так что во многих экспериментах пламя может приближенно рассматриваться как поверхность разрыва. Из формул (3) и (4) следует, что при постоянной температуре поэтому экспериментальные исследования структуры ламинарных пламен часто проводятся при давлениях ниже атмосферного. [c.141]

Следует отметить специальный случай, когда процесс построения решения значительно упрош ается. Если рассматриваемый радикал не участвует в создании цепи, а просто производится и потребляется в ходе несущественных побочных реакций, то скорость горения и распределения концентраций всех других компонентов в пламени фактически не зависит от наличия этого радикала. Следовательно, структура пламени (за исключением распределения концентрации Х ) может быть полностью определена, если в описывающих пламя уравнениях положить Х = 0. После того как будет определена структура пламени величины а, Ъ и коэффициенты линейного дифференциального оператора 3) (Х ) становятся известными функциями X. При этом уравнение (100) сводится к линейному неоднородному дифференциальному уравнению с известными коэффициентами, поэтому при применении описанного выше метода решения нет необходимости на каждом шаге заново рассчитывать (нри помощи уравнений, описывающих пламя) величины и Ъ, которые остаются неизменными. В случае очень малых отклонений от стационарного состояния часто оказывается целесообразным при последовательных шагах не производить перерасчет функций 3) ж Ь даже в случае радикалов, участвующих в цепном процессе. [c.190]

Выше были рассмотрены условия применимости уравнений (18) и (19). Эти два уравнения описывают структуру детонационной волны ЗНД в том случае, когда в волне протекает произвольная одноступенчатая реакция и выполнены предположения (1) — (8) из 3 главы 5 ). Однако при использовании определяемых формулами (18) и (19) решений возникают некоторые неясности. При математическом рассмотрении ударная волна занимает область от = —оо до I = +оо, в то время как пламя занимает область от некоторого конечного значения I до = +00 (для функций Аррениуса). Следовательно, две волны перекрываются, и для того, чтобы получить единственное решение задачи о структуре детонационной волны, необходимо в некоторой точке оборвать ударную вол-ну и сшить ее с началом волны горения. Точка обрыва может быть определена как точка, в которой выполняется условие [c.212]

Согласно работам [Л. 2, 3], взаимодействие волны сжатия с пламенем не носит одностороннего энергетического характера пламя не только ускоряется, взаимодействуя с волной сжатия, но и разрушается. Это разрушение приводит к оригинальной структуре горящего факела в свежую смесь распространяется столб горящего газа, а по краям образуется тороидальный огненный вихрь. Рассматриваемый здесь механизм явления относится к вибрационному распространению пламени в трубах и должен, несомненно, иметь общие черты со стационарным пульсирующим горением, так как процесс в обоих случаях имеет идентичный характер, основывающийся на общности начальных процессов, динамики развития колебаний и условий интенсификации горения. [c.276]

В горелке предварительного смешения раствор распыляют в виде аэрозоля с помощью окислителя через смесительную камеру. Полученную в результате смесь аэрозоль-окислитель затем смешивают с горючим перед введением в горелку. В отличие от предыдущего способа, в камере происходит отделение более крупных частиц аэрозоля. Это приводит к тому, что в пламя поступают более мелкие частицы аэрозоля, что обеспечивает полное испарение капель и атомизацию частиц. Однако эффективность перевода пробы в аэрозоль обычно порядка 5%. Такие пламена имеют ламинарную структуру. Для горелок предварительного смешения существенно, чтобы скорость смеси горючее-окислитель на выходе была выше скорости распространения пламени, чтобы избежать проскока и взрыва. [c.18]

Типы пламен и их структура. Пламя — исторически первый и до сих пор наиболее распространенный тип атомизатора в атомно-абсорбционном анализе. Для получения пламен применяют различные комбинации горючих газов с окислителями, характеризующиеся различной температурой и скоростью горения (табл. 14.39). [c.831]

Заметим теперь, что при / -> > пламя можно считать скачком плотности. Скорость движения этого скачка относительно среды, однако, не равна так как развившиеся к рассматриваемому моменту времени мелкомасштабные возмущения изменили его внутреннюю структуру. Следовательно, при /- > в (6.30) следует заменить на. Аналогично, можно предположить, что при / 5/ в (6.30) следует заменить и на U 1). Тогда в линейном [c.238]

Форма и структура пламен при обдуве воздушным потоком резко отличаются от формы и структуры пламен при горении в среде неподвижного воздуха. Пламя располагается по направлению обдува слоем вблизи поверхности образца и подложки. При увеличений скорости обдува происходит турбулизация пламени, перемешивание всех зон, которые наблюдаются при горении в неподвижном воздухе, изменение интенсивности свечения и срыв пламени с поверхности образца. Результаты сравнительных исследований устойчивости пламен некоторых углеводородов, азот-и кислородсодержащих соединений, а также ферроцена представлены на рис, 1.16 и 1.17. [c.82]

При горении магния образуется интенсивное. светящееся пламя, что свидетельствует о наличии конденсированных частиц и высокой температуре. Наблюдается интенсивное выделение дыма из устья пламени. Значительное количество продуктов сгорания, кроме того, остается в виде шлакового остатка. Частицы, выделяющиеся из пламени, имеют белый цвет, характерный для окиси магния. Форма и структура частиц совершенно отличны от формы и структуры частиц углеводородных пламен. Частицы, отобранные из устья пламени, имеют форму куба и не связаны между собой. Размер частиц —от 10 до 850 нм. [c.144]

Пламя является главным источником теплоты в процессах теплообмена в рабочей камере многих пламенных экзотермических печей. Для оптимального осуществления термотехнологических процессов и организации теплообмена в печах необходимо управление процессом формирования пламени. Используя закономерности пламенного сжигания горючих материалов и различные технические приемы, представляется возможным получение пламен желаемого внешнего вида (т. е. формы или объемных структур), химического состава, температуры и пзлучательной способности. [c.64]

Сопоставляя эффективности различных пламе- и пожаротушащих агентов, используемых в широко применяемых на практике приспособлениях, можно прийти к заключению, что их влияние на пламя обычно имеет комбинированную природу. При этом нелегко установить, в каких случаях преобладает специфическая ингибирующая активность, а в каких — чисто тепловое действие инертного (негорючего) флегматизатора, отличающегося высокой теплоемкостью в связи со сложной структурой его больших молекул и опособностью к эндотермическому распаду. Мы не располагаем достаточными сведениями даже для ответа на вопрос о природе гашения древнейшим средством пожаротушения —водой в каких случаях определяющую роль играет изменение состава паро-газовой среды до такого, при котором />/кр, а в каких — охлаждение зоны реакции путем нагревания, а затем испарения капельно-жидкой воды. [c.65]

По другому способу сырье сжигают с помощью горелок с узкой щелью, установленных в металлических аппаратах. Плоское пламя горящего сырья соприкасается с движущейся металлической поверхностью. Введение в пламя холодной поверхности приводит к тому, что рост образующихся в нем сажевых частиц и соединение их в цегшые структуры прерывается. Выделившаяся на осадительной поверхности сажа выводится [c.39]

Методы введения растворов. Распыление растворов — самый удобный и распространенный метод введения вещества в пламя. При работе с электрическими источниками света растворы применяют реже. Обычно к ним прибегают, когда при работе с твердыми пробами слишком низка чувствительность анализа или не удается устранить в нужной степерш влияние состава и структуры образца на результаты. При введении растворов отсутствуют почти все те сложные процессы, которые именэт место при работе с твердыми образцами. Переход к растворам разрушает структуру пробы. Остается только влияние молекулярного состаоа пробы на результаты анализа. Поэтому при переводе пробы в раствор стараются получать для каждого элемента всегда одно и то же молекулярное соединение. [c.254]

Металлы группы 1А имеют объемноцентрированную Тип криета,1.и1Ч1ч 14011 кубическую решетку, бериллий и магний—гексаго-отруктуры нальную плотно упакованную структуру, барий — объемноцентрированную кубическую решетку, а кальций и стронций — гранецентрированную (разд. 6.2.2). Внешний электрон или электроны могут быть возбуждены на более высокие энергетические уровни. При обратном переходе на низший уровень выделяется энергия в виде электромагнитных колебаний. Для этих металлов энергии переходов невелики, так что длина волны излучения соответствует видимой части спектра. Поэтому рассматриваемые элементы окрашивают пламя [c.384]

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]

Ниже сначала кратко обсуждаются эксперименты и основные физические особенности явления. Затем формулируются основные дифференциальные уравнения, описывающие структуру волн горения. Далее, на примере детального исследования пламени с моноыолекулярной реакцией Я Р Н — реагент, Р — продукт реакции) выясняются основные особенности математической задачи о расчете скорости распространения одномерной волны лалшнарного пламени. Такой выбор реакции можно оправдать тем, что рассмотрение более сложных ила-мен обычно проводится путем обобщения результатов, полученных для мономолекулярных реакций. В последнем параграфе обсуждаются особенности проблемы в случае ценных реакций, в частности, устанавливается критерий возможности использования стационарного приближения для промежуточных реакций. Из изложения (см., например, пункт 2 3 пункт и, 4 пункт а, 2 5) станет очевидным, что до сих нор не разработаны удовлетворяющие всем требованиям математические методы, позволяющие проводить исследование плам н с учетом сложных явлений переноса и сложной химической кинетики. [c.136]

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]

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]

К сожалению, нет никаких экспериментальных сведений по-изменению геометрии заряда, подтверждающих предложенную схему поверхностных реакций, а имеющиеся данные говорят скорее в пользу многопламенной структуры, чем структуры с одиночным пламенем, постулированной в работе [72]. Поэтому была предложена статистическая модель [7], базирующаяся на нескольких типах пламен ) (рис. 33, в). В этой модели приняты следующие предположения 1) прогрев связующего и окислителя осуществляется за счет теплопроводности, 2) связующее и окислитель разлагаются эндотермически, 3) между продуктами разложения в конденсированной фазе протекают экзотермические реакции и 4) газообразные продукты улетучиваются и реагируют в газовой фазе. При низком давлении рассматриваются три вида пламени первичное пламя между продуктами разложения связующего и окислителя, пламя окислителя и конечное диффузионное пламя между продуктами двух других пламен. Эта модель предсказывает зависимость скорости горения от содержания окислителя в ТРТ и от начальной температуры топливного заряда, среднюю температуру поверхности и расстояние до фронта пламени. Модель несколько завышает влияние размера частиц по сравнению с наблюдаемым на опыте. Бекстед усовершенствовал модель, применив ее к двухосновному ТРТ [4], а в следующей работе [5] предположил, что горючее и окислитель имеют разную, а не одинаковую (среднюю) температуру поверхности. Он также перешел от осреднения по [c.70]

Наиболее серьезные трудности возникают при исследовании третьего режима горения (К > 1), когда неустойчивость пламени несущественна, а колмогоровский масштаб меньше толщины нормального пламени. В этом случае пламя оттесняется в глубь турбулентной жидкости и задача не сводится к описанию поля инертной примеси. Найден, однако, ряд полезных упрощений. В частности, установлено, что фронт пламени остается непрерывной поверхностью и-что он не проникает в сильно турбулизиро-ванные области, возникающие из-за внутренней перемежаемости. В слабо турбулизированных областях следует рассмотреть внутреннюю структуру зоны реакций и ее крупномасштабные колебания. Ири этом химическая кинетика и характеристики молекулярного переноса, существенно влияющие на процесс горения и в этом режиме, войдут только в решение внутренней задачи. Конкретные пути реализации эгой программы в настоящее время неясны. [c.256]

Рис. 7.5 иллюстрирует характер распространения пламени в открытой трубе. Опыты проводили в стеклянной трубке внутренним диаметром 3 см и длиной 25 см, см сь поджигали искрой от открытого конца трубки, противоположный конец трубки был эа (фыт кристаллом кварца. При изучении структуры фронта пламени методом шлирен-( ютографии использовали камеру сгорания квадратного сечения с внутренним размером 3 X 3 см и длиной 25 см две боковые грани камеры имели смотровые окна. Влияние ультразвуковой волны на распространение пламени отчетливо видно на рис. 7.5. Результаты эксперимента неоспоримо свидетельствуют об ускоряющем действии ультразвука на распространение пламени. При распространении горения в смеси 5% (об.) ацетилена с воздухом в отсутствие ультразвуковой волны фронт пламени плоский, под действием ультразвука пламя заметно тур-булизуется. Однако наблюдаемая турбулентность имеет довольно большой масштаб и, по-видимому, не является прямым следствием ультразвуковой волны, которая должна генерировать мелкомасштабную турбулентность с размером вихрей порядка 1 мм. Повысив содержание ацетилена в смеси, можно увеличить скорость горения до такой же величины, как и при воздействии ультразвуком на смесь 5% (об.) ацетилена с воздухом. Однако в этом случае фронт пламени уже не будет плоским. Хорошо известно, что если скорость распространения пламени повышается до некоторого уровня, то пламя само становится турбулентным. По- [c.147]

При горении уротропина, гексазадекалина и полиформальдегида не образуется светящегося пламени, характерного для углеводородов. Конденсированные частицы не обнаружены даже з устье таких пламен. При горении парафина образуется светящееся в верхней части пламя. Выделения дыма из пламени не наблюдается, т. е. конденсированные частицы образуются, но затем сгорают. Форма й структура частиц, отобранных из вершины (устья) пламени, характерны для углеводородных пламен. Диаметр частиц изменяется от 10 до 100 нм. Часто встречаются частицы с размерами 50 и 60 нм (табл. П.5). [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология