Течение ламинарное воспламенение

Фиг. 21-2. Схемы стабилизирующих участков воспламенения при ламинарном (й) и турбулентном (б) течении горючей смеси.

Наиболее типичное диффузионное пламя образуется при воспламенении струи горючего газа, вытекающего из длинной трубки малого диаметра в атмосферу воздуха. Влияние турбулентности в этом случае иллюстрирует рис. 8.1 [1]. Когда скорость струи невелика, течение, естественно, является ламинарным, граница пламени устойчива пламя на вид гладкое горение протекает спокойно. По мере увеличения скорости струи высота пламени возрастает. Однако такая картина наблюдается лишь до некоторой предельной скорости струи. При дальнейшем увеличении скорости струи граница пламени становится неустойчивой, причем, неустойчивость вначале возникает лишь у [c.169]

С учетом этих особенностей горения у пределов распространения скорость турбулентного горения и в этих 0 ытах оказывается независящей от скорости ламинарного горения и связанной с температурой горения — вывод, несовмест мый с ламинарным механизмом турбулентного горения. Альтернативным по отноше ИЮ к ламинарному горению является последовательное самовоспламенение. Это означает, что турбулентное перемешивание свежего газа с продуктами сгора ия приводит и к возникновению воспламенения и к последующему его угасанию, создавая таким образом процесс пульсирующего воспламенения. Цикл воспламенения и затухания осуществляется на протяжении времени, в течение которого в данном элементарном объеме пульсационная скорость изменяется от нуля до некоторого максимального значения и, т. е. за время, близкое 1-с характеристическому, определяемому соотношением (19.10). Соответствующий объем газа, охваченный циклом, определяется Лагранжевым путем диф-фузи 1, т. е. соотношением (19.11). На этом пути возникшее пламя затухает вследствие снижения его температуры в результате интенсивного перемешивания горящего газа со свежим по мере же ослабления перемешивания и теплоотдачи за пределы данного объема в нем возобновляется экзотермическая реакции и восиламенение. Сама периодическая смена горения и затухания, специфичная для турбулентного пламени, возможна [c.293]

Скорость истечения газов будем считать достаточно высокой, чтобы не учитывать влияние свободной конвекции (подъемной силы), но достаточной малой сравнительно со скоростью звука (М<1). Зону воспламенения в факеле будем полагать предельно короткой — локализованной непосредственно возле устья горелки (кольцевого стабилизатора). Заметим, что противоречивость многих опытных данных вызывается чаще всего различием, иногда весьма существенным, в длинах участка факела до вйспламенения. Как и большинство интегральных характеристик, длина факела отражает суммарное влияние различных параметров на аэродинамику факела. Использование длины факела в качестве характерного линейного масштаба позволяет значительно упростить аэродинамический расчет и, что весьма существенно, получить универсальные выражения для определения профилей температуры, концентраций и конфигурации факела. В настоящее время разработан ряд методов, позволяющих определить длину ламинарных- и турбулентных пламен неперемешанных газов для простейших в газодинамическом отношении типов прямоструйного факела [1, 15, 16, 27, 49 и др.]. Этим, однако, не исчерпывается задача. Для различной организации топочного процесса в целом и его аэродинамики, в частности, необходимо исследование горения газа в более сложных, чем изученные к настоящему моменту, видах струйных течений. Многообразие последних определяет целесообразность единообразного подхода к расчету аэродинамики различных типов газовых, пламен. Рассмотрим в связи с этим обобщенную схему расчета длины факела неперемешанных газов, позволяющую на основе данных по аэродинамике свободных струй определить зависимость длины факела /ф от основных параметров [90]. Имея в виду качественное сопоставление результатов, относящихся к плоским и осесимметричным пламенам (ламинарным и турбулентным, свободным и иолуограни-ченным), не будем вначале учитывать изменение,плотности газа в поле течения факела. В дальнейшем (гл. 3, 4) при расчете конкретных типов газовых пламен это ограничение будет снято [c.24]

Для иллюстрации принципиальных особенностей теоретических исследований две задачи будут рассмотрены несколько более подробно. Сначала в 3 ) будет рассмотрена задача Эммонса — задача о горении плоской поверхности топлива, имеющего заданную температуру, в потоке окислителя. Метод Шваба — Зельдовича здесь оказывается весьма удобным, поскольку рассматривается течение предварительно неперемешанных горючего и окислителя. Затем в 4 будет рассмотрена задача Марбла — Адамсона [ ] — задача о воспламенении потока предварительно перемешанной горючей смеси в зоне смешения с текущим параллельно потоком нагретого негорючего газа. Помимо других результатов, в этой задаче из уравнений пограничного слоя с химическими реакциями будет получено уравнение для определения собственного значения скорости ламинарного пламени (пункт ж 4). Будет дан также очень краткий обзор других работ, в которых рассматривается вопрос о пограничном слое с химическими реакциями, например, о пограничном слое у критической точки, о пограничном слое с абляцией и более сложными поверхностными процессами, о турбулентном пограничном слое, о стабилизации пламени плохо обтекаемыми телами и т. д. (пункт е, 3 нункт и, 4 пункт к, 4). [c.383]

В конечной стадии предетонационного ускорения пламени наблюдает-ся резкое изменение структуры пламени, с образованием беспорядочно направленных от стенок трубы выбросов пламени, что описывается, как результат возникновения турбулентного течения в пограничном слое, между фронтами пламени и ударной волны при Ке = 10 . Но, судя по этому описанию, здесь представляется более вероятным возникновение отдельных очагов воспламенения при отражении ударной волны от микронеровностей стенок трубы. Особая чувствительность ацетиленокислородных смесей к воспламенению такого рода отмечалась и в других опытах, при той же скорости пламени 800 и/сек(см.[34, стр. 1169]). Таким образом, эти опыты показали несомненное отсутствие турбулентного режима и малую роль вытягивания ламинарного пламени в большей части предетонационного периода и не дали убедительного обоснования турбулизации пламени в конце этого периода. [c.375]

Поэтому изменения концентраций воздуха, топлива и остаточных газов в районе электродов свечи зажигания вызывают различный характер протекания процесса сгорания в ряде последовательных циклов, т.к. бедные топливовоздушные смеси или высокие концентрации остаточных газов приводят к уменьшению ламинарной скорости распространения фронта пламени. В свою очередь это означает, что требуется больше времени, чтобы очаг воспламенения достиг таких размеров, при которых он уже не перемещается в пространстве в направлении осредненного турбулентного течения. В конечном итоге, чем больше смещение очага воспламенения, тем больше различия в протекании процесса сгорания от цикла к циклу. [c.373]

Увеличение скорости газа приводит к переходу ламинарного режима течения в турбулентный, для которого характерно интенсивное перемешивание потока вследствие возникающих в нем завихрений. Распространение пламени в турбулентном потоке, как и в предыдущих случаях, происходит в результате нагревания все новых порций горючей смеси до температуры воспламенения, но существенно изменяется механизм переноса теплоты. Этот процесс значительно интенсифицируется, поэтому и скорость распространения пламени резко возрастает. Завихрения в турбулентном потоке деформируют фронт горения, он размывается, превращается в широкую зону горения, которая перемешается с большой скоростью. [c.161]

В этом случае, представляющем практический интерес для новой техники, опытных данных еще сравнительно мало и специфика процесса выявлена недостаточно. По-видимому, центральной задачей в этой области является обеспечение устойчивого воспламенения и горения высокоскоростного факела, т. е. тот круг вопросов, в котором струйная теория факела смыкается с теорией теплового режима горения. Однако первым шагом, который может в известной мере пролить свет на особенности скоростного факела, является перенесение на случай М > I методов расчета, оправдавших себя для малой скорости. С этой целью проведем расчет высокоскоростного диффузионного ламинарного (а в следующем разделе — турбулентного) факела. Оба случая относятся к одному и тому же типу стационарного безударного струйного течения неперемешанных газов в поле постоянного давления — к свободному плоскопараллельному пограничному слою. Оба они ограничены допущением о бесконечной скорости реакций горения и пренебрежением явлениями диссоциации, ионизации и т. п. [Л. 39 105]. [c.149]

В период 1936—1942 гг. I. О. РагЬеп1п(1и81г1е продолжала свои исследования процессов неполного сгорания. Некоторые результаты были отражены в появившихся в эти годы патентах [24]. Исследования касались определения верхних взрывных пределов для богатых углеводород-кислородных смесей , инициирования воспламенения при различных температурах, определения скорости горения и исследования стабильности пламени как функции скорости подачи газа. Стабильное пламя получали при ламинарном, а не т рбулентном режиме, скорость течения газа при котором равнялась скорости горения. Всего несколько миллиметров отделяло пламя от края горелки. [c.383]

Переменная вязкость масел при низких температурах, зависящая от скорости течения и режима его (ламинарного или турбулентного) на разных участках системы смазки двигателей, и различные пределы текучести масел делают невозможным расчет их рабочей вязкости на основе обычных уравнений гидродинамики. Поэтому для обоснования течения масел по маслопроводам двигателей при низких температурах (с чем связан крутящий момент, необходимый для поддержания минимального числа оборотов, требующихся для воспламенения горючей смеси, и износ двигателей) применяются моделирующие установки, воспроизводящие маслоподающую систему двигателя того или другого типа. Большую известность получила установка, воспроизводящая маслоподающую систему авиадвигателя [12, 13]. [c.334]

Измеренная при неизменпых температуре 365° и давлении 320 мм рт. ст. скорость детонации снин<ается от 1970 мкек при зажигании до холодного пламени до 1720 мкек при зажигании непосредственно после него. Это снижение детонационной скорости соответствует снижению температуры в детонационной волне приблизительно на 7 %, вследствие потери части теплоты сгорания, выделившейся в холодном пламени. Наблюдаемое ускорение предетонационного пламени происходит, таким образом, в условиях сниженной и температуры и ламинарной скорости горения. Его следует поэтому отнести за счет прямого действия холоднопламенных продуктов — либо активных центров, сохраняющихся в течение времени около 0,5 сек., либо активных продуктов окисления тина нерекисей, распад которых приводит к образованию активных центров. Тот факт, что более стойкие продукты окисления — альдегиды, не вызывают сокращения предетонационного расстояния, показывает, что процессы воспламенения, идущие в предетонационпом пламени (и в детонационной волне), в отличие от высокотемпературного воспламенения углеводородов прн умеренных температурах, не связаны с вырожденными разветвлениями цепи. [c.368]